Тема 15. Электрические измерения

Для измерения тока в цепи амперметр 2 (рис. 16.9, а) или миллиамперметр включают в электрическую цепь только последовательно с приёмником 3 электрической энергии. Если амперметр включить непосредственно к источнику 1, то через катушку прибора пойдёт очень большой ток (сопротивление амперметра мало) и она сгорит.

Для расширения пределов измерения амперметров, предназначенных для работы в цепях постоянного тока, их включают в цепь параллельно шунту 4 (рис. 16.9, б). При этом через прибор проходит только часть I_А измеряемого тока I, обратно пропорциональная его сопротивлению R_А. Большая часть I_А этого тока проходит через шунт.

Рисунок 16.9. Схемы для измерения тока (а, б) и напряжения (в, г)

Прибор измеряет падение напряжения на шунте, зависящее от проходящего через шунт тока, т.е. используется в качестве милливольтметра. Шунты подбирают к приборам так, чтобы при номинальном напряжении на зажимах шунта стрелка прибора отклонялась на всю шкалу.

Для измерения напряжения U, действующего между какими-либо двумя точками электрической цепи, вольтметр 2 (рис. 16.9, в) присоединяют к этим точкам, т.е. параллельно источнику 1 электрической энергии или приёмнику 3.

Чтобы включение вольтметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал бы больших потерь энергии, вольтметры выполняют с большим сопротивлением. Поэтому можно пренебречь проходящим по вольтметру током.

Для расширения пределов измерения вольтметров и уменьшения влияния температуры окружающей среды на показания прибора последовательно с обмоткой прибора включают добавочный резистор 4 ( R_а ) (рис. 16.9, г).

Измерение мощности

В цепях постоянного тока мощность измеряют электро- или ферродинамическим ваттметром. В цепях однофазного тока мощность измеряют электродинамическим, ферродинамическим или индукционным ваттметром.

Ваттметр 4 (рис. 16.10) имеет две катушки: токовую 2, которая включается в цепь последовательно, и напряжения 3, которая включается в цепь параллельно.

Ваттметр является прибором, требующим при включении соблюдения полярности.

Поэтому его зажимы, к которым присоединяются проводники, идущие со стороны источника 1, обозначают звёздочками.

Измерение электрического сопротивления (электрическими мостами).

Мостовая схема (рис. 16.11) состоит из источника питания, чувствительного прибора (гальванометра Г) и четырёх резисторов, включаемых в плечи моста: с неизвестным сопротивлением R₄ и известными сопротивлениями R₁, R₂, R₃, которые могут при измерениях измеряться.

Рисунок 16.11. Мостовые схемы постоянного тока, применяемые для измерения сопротивлений

Прибор включают в одну из диагоналей моста (измерительную), а источник питания – в другую (питающую). Сопротивления R₁, R₂, R₃ подбирают такими, что при замыкании контакта В показания прибора будут равны нулю (мост уравновешен). При этом неизвестное сопротивление R₄= (R₁/R₂) R₃.

Измерение сопротивления мостом постоянного тока осуществляется следующим образом: к зажимам 1 и 2 присоединяют неизвестное сопротивление R_х (R₄) (обмотку электрической машины или аппарата), к зажимам 3 и 4 – гальванометр, а к зажимам 5 и 6 – источник питания (сухой гальванический элемент или аккумулятор). Затем, изменяя сопротивления R₁, R₂, R₃ (в качестве которых используют магазины сопротивлений, переключаемых соответствующими контактами), добиваются равновесия моста, которое определяется по нулевому показанию гальванометра (при замкнутом контакте В).