Амперметры Э537 и Э538 – электромагнитные аналоговые стрелочные приборы, используемые для определения величины тока в цепях с переменным или постоянным током.
Класс точности приборов: 0,5%. Пределы измерения: 0,5; 1; 2,5; 5 А. Количество делений шкалы: 100 дел.
Номинальная частота тока: 45…100…1500 Гц. Рабочее положение прибора: горизонтальное.
Амперметр включается в цепь последовательно с нагрузкой. При изменении предела измерения прибор должен быть обесточен. Амперметры сконструированы таким образом, что их внутреннее сопротивление очень мало, поэтому при измерениях влиянием внутреннего сопротивления амперметров можно пренебречь.
Вольтметр Э545 – электромагнитный аналоговый стрелочный прибор, используемый для определения величины напряжения в цепях с переменным или постоянным током.
Класс точности приборов: 0,5%.
Пределы измерения: 75; 150; 300; 450; 600 В.
Количество делений шкалы: 150 дел. Номинальная частота тока: 45…100…400 Гц. Рабочее положение прибора: горизонтальное.
Вольтметр включается в цепь параллельно участку, на котором измеряется напряжение. Изменение предела измерения может производиться при наличии напряжения в цепи. Вольтметры имеют очень большое внутреннее сопротивление, поэтому при измерении напряжения в лабораторных работах влиянием внутреннего сопротивления вольтметра можно пренебречь.
Ваттметр Д5067 – электродинамический аналоговый стрелочный прибор, используемый для определения величины активной мощности в цепях с переменным или постоянным током.
Класс точности приборов: 0,5%. Пределы измерения: 100; 150; 500; 750 Вт. Количество делений шкалы: 100 дел.
Номинальная частота тока: 45…65…500 Гц. Рабочее положение прибора: горизонтальное.
Ваттметр имеет две обмотки: токовую и потенциальную. Токовая обмотка прибора включается в цепь последовательно с нагрузкой, а потенциальная обмотка – параллельно участку, на котором измеряется мощность. Зажимы, отмеченные точкой или звездочкой (генера-
10
торные), соединяются вместе между собой и с проводом, идущим от источника энергии. При изменении предела измерения прибор должен быть обесточен. Ваттметры сконструированы таким образом, что внутреннее сопротивление токовой обмотки очень мало, а потенциальной – очень велико. Поэтому при измерениях влиянием ваттметра на параметры цепи можно пренебречь.
Также для измерения некоторых электрических величин при выполнении лабораторных работ используется мультиметр – комбинированный электронный измерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций, таких как измерение постоянного и переменного тока и напряжения, сопротивления, ёмкости, индуктивности, частоты, проверки биполярных транзисторов, температуры с автоматическим выбором предела измерений.
При измерениях следует внимательно следить за стрелочными приборами. Если стрелка выходит за пределы шкалы, необходимо проводить измерения с большим пределом измерения. Если стрелка находится на нерабочем участке шкалы, необходимо проводить измерения с меньшим пределом измерения. Следует помнить, что точность измерения тем выше, чем ближе стрелка прибора к концу шкалы.
11
ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЁТУ ПО ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
По результатам эксперимента каждый студент выполняет расчеты, строит диаграммы, графики и оформляет отчет. Отчеты по лабораторным работам выполняются в отдельной тетради или на листах формата А4 рукописным способом.
Каждый отчет должен содержать:
1)название работы;
2)цель работы;
3)электрическую схему эксперимента, указанную в методике выполнения работы;
4)таблицы измерений и вычислений, указанные в порядке выполнения работы;
5)расчетные формулы, используемые для вычислений;
6)векторные диаграммы и графики, указанные в порядке выполнения работы;
7)выводы.
Схемы электрические выполняются с соблюдением требований стандартов ЕСКД (ГОСТ 2.721–74...ГОСТ 2.768–90).
Электрические и магнитные величины (ЭДС, напряжение, ток, сопротивление, мощность и др.), а также размерности должны записываться в соответствии с табл. Т.1.
Векторные диаграммы и графики выполняются с помощью чертежных принадлежностей с соблюдением выбранных масштабов, которые указываются на рисунках. При изображении нескольких графиков в одних координатных осях необходимо для каждой изображаемой величины показать отдельную шкалу с масштабом.
При оформлении отчета и подготовке к защите лабораторных работ должна использоваться рекомендуемая для изучения курса ли-
тература [1, 2, 3, 4].
Если студент не успевает до конца занятия оформить отчет, он должен представить преподавателю оформленный отчет на следующем занятии. В противном случае к очередной лабораторной работе студент не допускается. После оформления отчета каждый студент должен отчитаться перед преподавателем сразу или после окончания определенного цикла работ.
12
Таблица Т.1
Названия и обозначения основных электрических и магнитных величин
Величина |
|
Единица измерения |
||
Наименование |
Обозначение |
Наименование |
Обозначение |
|
Электродвижущая сила (ЭДС) |
E |
Вольт |
В |
|
Напряжение |
U |
Вольт |
В |
|
Потенциал |
φ |
Вольт |
В |
|
Величина (сила) тока |
I |
Ампер |
А |
|
Частота тока линейная |
f |
Герц |
Гц |
|
Частота тока циклическая |
ω |
Радиан в секунду |
рад/с |
|
Сопротивление активное |
R |
Ом |
Ом |
|
Сопротивление реактивное |
ХL |
Ом |
Ом |
|
индуктивное |
||||
|
|
|
||
Сопротивление реактивное |
ХC |
Ом |
Ом |
|
ёмкостное |
||||
|
|
|
||
Сопротивление полное |
Z |
Ом |
Ом |
|
Проводимость активная |
G |
Сименс |
См |
|
Проводимость реактивная |
BL |
Сименс |
См |
|
индуктивная |
||||
|
|
|
||
Проводимость реактивная |
BC |
Сименс |
См |
|
ёмкостная |
||||
|
|
|
||
Проводимость полная |
Y |
Сименс |
См |
|
Мощность активная |
Р |
Ватт |
Вт |
|
Мощность реактивная |
Q |
Вольт-ампер |
вар |
|
реактивный |
||||
|
|
|
||
Мощность полная |
S |
Вольт-ампер |
ВА |
|
Коэффициент мощности |
cosφ |
– |
– |
|
Ёмкость |
С |
Фарада |
Ф |
|
Индуктивность |
L |
Генри |
Гн |
|
Магнитодвижущая сила (МДС) |
F |
Ампер |
А |
|
Индукция магнитная |
В |
Тесла |
Тл |
|
Поток магнитный |
Ф |
Вебер |
Вб |
|
Напряженность магнитного поля |
H |
Ампер на метр |
А/м |
|
Магнитное сопротивление |
RM |
Ампер на вебер |
А/Вб |
|
Абсолютная магнитная |
μа |
Генри на метр |
Гн/м |
|
проницаемость |
||||
|
|
|
||
При подготовке к выполнению лабораторных работ студент должен выполнить или распечатать заготовку к работе (название работы, цель, таблицы измерений и вычислений). Режим доступа: http://portal23.sibadi.org/mod/folder/view.php?id=13360.
13
Лабораторная работа № 1
ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Цель работы: определение значений электрических величин прямым и косвенным методами, оценка погрешностей измерений.
Общие сведения
Измерение – процесс нахождения значения физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств.
Метод измерений – совокупность приёмов использования принципов и средств измерений.
Методы измерений определяются физическим характером измеряемой величины, требуемой точностью измерений, необходимой скоростью измерения, условиями и пр.
Наибольшее распространение получила классификация по общим приёмам получения результатов измерений, согласно которой измерения делятся на прямые, косвенные, совместные и совокупные.
Наиболее часто применяются прямые измерения, состоящие в том, что искомое значение величины находят из опытных данных путем экспериментального сравнения. Математически прямые измерения можно охарактеризовать элементарной формулой A = x.
Если искомое значение величины находят на основании известной закономерности между этой величиной и величинами, найденными прямыми измерениями, то этот метод измерений называют косвенным. Уравнение косвенного измерения A = f(x1, x2,…, xn), где xi – результат i-го прямого измерения.
Средство измерений – это техническое средство (или их комплекс), предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.
В соответствии с методом измерений различают электроизмерительные приборы:
непосредственной оценки (амперметры, вольтметры, омметры и т.д.);
сравнения (потенциометры, измерительные мосты).
14