Основні електротехнічні міри

Електричний опір - фізична величина, що характеризує властивості провідника перешкоджати проходженнюелектричного струму і рівна відношенню напруги на кінцях провідника до силі струму, що протікає по ньому ^[1]. Опір для ланцюгів змінного струму і для змінних електромагнітних полів описується поняттями імпедансу і хвильового опору. Опором ( резистором) також називають радіодеталей, призначену для введення в електричні кола активного опору.

Опір (часто позначається буквою R або r ) Вважається, в певних межах, постійною величиною для даного провідника; її можна розрахувати як

де

R - Опір;

U - різниця електричних потенціалів на кінцях провідника;

I - сила струму, що протікає між кінцями провідника під дією різниці потенціалів.

1. Одиниці та розмірності

Розмірність електричного опору в СІ: dim R = L 2 MT -3 I -2 . В міжнародній системі одиниць (СІ) одиницею опору є Ом (Ω, Ohm). В системі СГС як такої одиниця опору не має спеціальної назви, проте в її розширення ( СГСЕ, СГСМ і гауссова система одиниць) використовуються [2] :

статті (у СГСЕ і гауссовой системою, 1 statΩ = (10 9 c -2) з / см = 898 755 178 736,818 Ом (точно) ≈ 8,98755 10 11 Ом, дорівнює опору провідника, через який під напругою 1 статвольт тече струм 1 статампер );

Абомей (в СГСМ, 1 abΩ = 1.10 -9 Ом = 1 нано, дорівнює опору провідника, через який під напругою 1 абвольт тече струм 1 абампер ).

Розмірність опору в СГСЕ і гауссовой системі дорівнює TL -1 (Тобто збігається з розмірністю зворотного швидкості, с / см), в СГСМ - LT -1 (Тобто збігається з розмірністю швидкості, см / с) [3].

Зворотною величиною по відношенню до опору є електропровідність, одиницею виміру якої в системі СІ служить сіменс (1 См = 1 Ом -1), в системі СГСЕ (і гауссовой) статсіменс і в СГСМ - абсіменс [4].

Міра індуктивності

Індуктивність (або коефіцієнт самоіндукції) - коефіцієнт пропорційності між електричним струмом, поточним в будь-якому замкненому контурі і магнітним потоком, створюваним цим струмом через поверхню ^[1], краєм якої є цей контур. ^{[2] [3] [4]}.

У формулі

 - Магнітний потік, I - Струм в контурі, L - Індуктивність.

• Іноді говорять про індуктивності прямого нескінченного дроти (при цьому мається на увазі магнітний потік, створюваний ним через полуплоскость, їм обмежену).

Через індуктивність виражається ЕРС самоіндукції в контурі, що виникає при зміні в ньому струму ^[4] :

 .

При заданій силі струму індуктивність визначає енергію магнітного поля струму ^[4] :

 .

Практично ділянки ланцюга зі значною індуктивністю виконують у вигляді котушок індуктивності ^[4].

В системі одиниць СІ індуктивність вимірюється в генрі ^[5], скорочено Гн, в системі СГС - в сантиметрах (1 Гн = 10 ⁹ см) ^[4]. Контур володіє індуктивністю в один генрі, якщо при зміні струму на один ампер в секунду на висновках контуру виникатиме напруга в один вольт. Реальний, не надпровідний, контур має провідникові R, тому на ньому буде додатково виникати напруження U = I * R, де I - сила струму, що протікає по контуру в дану мить часу.

Символ L , Який використовується для позначення індуктивності, був узятий в честь Ленца Емілія Християновича (Heinrich Friedrich Emil Lenz) . Одиниця виміру індуктивності названа на честь Джозефа Генрі (Joseph Henry) ^[6]. Сам термін індуктивність був запропонований Олівером Хевісайда (Oliver Heaviside) в лютому 1886 ^{[джерело не вказано 709 днів]}.

Електрична ємність

Електрична ємність
C
Розмірність	L -2 M -1 T4 I 2
Одиниці виміру
СІ	Фарад
СГС	сантиметр

Ємність - характеристика провідника, міра його здатності накопичувати електричний заряд. У теорії електричних ланцюгів ємністю називають взаємну ємність між двома провідниками; параметр ємнісного елемента електричної схеми, представленого у вигляді двухполюсника. Така ємність визначається як відношення величини електричного заряду до різниці потенціалів між цими провідниками.

В системі СІ ємність вимірюється в Фарада. В системі СГС в сантиметрах.

Для одиночного провідника ємність дорівнює відношенню заряду провідника до його потенціалу в припущенні, що всі інші провідники нескінченно видалені і що потенціал нескінченно віддаленої точки прийнятий рівним нулю. У математичній формі це визначення має вигляд

 де Q - заряд, U - Потенціал провідника.

Ємність визначається геометричними розмірами і формою провідника і електричними властивостями навколишнього середовища (її діелектричною проникністю) і не залежить від матеріалу провідника. Наприклад, ємність проводить кулі радіуса R дорівнює (у системі СІ):

C = 4πε ₀ ε R.

Поняття ємності також відноситься до системи провідників, зокрема, до системи двох провідників, розділенихдіелектриком - конденсатору. У цьому випадку взаємна ємність цих провідників (обкладок конденсатора) буде дорівнює відношенню заряду, накопиченого конденсатором, до різниці потенціалів між обкладками. Для плоского конденсатора ємність дорівнює:

де S - площа однієї обкладки (мається на увазі, що вони рівні), d - відстань між обкладками, ε - відносна діелектрична проникність середовища між обкладками, ε ₀ = 8.854 10 ^-12 Ф / м - електрична постійна.

МІРИ ЕЛЕКТРИЧНИХ ВЕЛИЧИН

— засоби вимірювань (міри), що відтворюють задані розміри електричної величини. Є М. е. в. одно- і багатозначні (регульовані); зразкові і робочі; різні за класом точності. З М. е. в. комплектують набори, їх об'єднують також у вимірювальні магазини електр. опорів, ємностей або індуктивностей. До однозначних М. е. в. належать, напр., вимірювальні резистори, вимірювальні електричні конденсатори, до багатозначних — радіотех. варіометри, електр. конденсатори змінної ємності. М. е. в. застосовують у вимірювальній техніці, електроніці, метрології тощо.

Вимірювати можна частоту , силу , опір , напругу і потужність електричного струму . В даній статті я навів п’ять табличок по кожному вимірюванні електричного струму де вказано одиниці вимірювання і те як позначаються у формулах .

Одиниці вимірювання сили струму .

Позначення одиниці	Назва одиниці	Позначення величини	переведення величин
Сила струму I	ампер	A	1A
	міліампер	мA	0,001A
	мікроампер	мкA	0,000001A

 

Одиниці вимірювання напруги струму .

Позначення одиниці	Назва одиниці	Позначення величини	переведення величин
Напруга U	мікровольт	мкВ	0,000001В
	мілівольт	мВ	0,001В
	вольт	В	1В
	кіловольт	кВ	1000В

 

Одиниці вимірювання потужності струму .

Позначення одиниці	Назва одиниці	Позначення величини	переведення величин
Потужність P	ват	Вт	1Вт
	кіловат	кВт	1000Вт
	мегават	МВт	1000000Вт

 

Одиниці вимірювання частоти струму .

Позначення одиниці	Назва одиниці	Позначення величини	переведення величин
Частота f	герц	Гц	1Гц
	кілогерц	кГц	1000Гц

 

Одиниці вимірювання опору струму .

Позначення одиниці	Назва одиниці	Позначення величини	переведення величин
Опір r	ом	Ом	1Ом
	кілоом	кОм	1000Ом
	мегом	МОм	1000000Ом

2.Електровимірювальні перетворювачі.

1.В колах постійного струму

Шунт — устройство, которое позволяет электрическому току протекать в обход какого-либо участка схемы, обычно представляет собой низкоомный резистор, катушку или проводник.

Шунтирование — процесс параллельного подсоединения электрического элемента к другому элементу, обычно с целью уменьшения итогового сопротивления цепи.

Впервые предложен американским изобретателем Эдвардом Вестоном в 1893 году^[1].

Например, шунты применяются для изменения верхнего предела измерения у амперметров магнитно-электрической системы. При этом необходимое сопротивление шунта рассчитывают по формуле:

, где

 — сопротивление шунта;

 — сопротивление амперметра;

 — максимальный ток, который будет соответствовать полному отклонению стрелки прибора;

 — номинальный максимальный ток, измеряемый амперметром без шунта.

Додаткові резистори

Додаткові резистори є вимірювальними перетворювачами напруги в струм, а на значення струму безпосередньо реагують вимірювальні прилади вольтметрів.

Додаткові резистори служать для розширення меж вимірювання по напрузі вольтметрів різних систем та інших приладів, що мають паралельні ланцюга, що підключаються до джерела напруги. Сюди належать, наприклад, ваттметри, лічильники енергії, фазометри і т. д.

Датчик Холла - магнитоэлектрическое устройство, получившее своё название от фамилии физика Холла, открывшего принцип, на основе которого впоследствии и был создан этот датчик. Попросту говоря - это датчик магнитного поля. Сейчас различают аналоговые и цифровые датчики Холла. 

1. Цифровые датчики определяют наличие, либо же отсутствие поля. То есть, если индукция достигает некого порога - датчик выдаёт присутствие поля в виде некой логической единицы, если порог не достигнут – датчик выдаёт логический ноль. То есть, при слабой индукции и соответственно чувствительности датчика - наличие поля может быть не зафиксировано. Минус такого датчика – наличие зоны нечувствительности между порогами.  Цифровые датчики Холла так же разделены на: биполярные и униполярные.

   • Униполярные – срабатывают при наличии поля определённой полярности и отключаются при снижении индукции поля.

   • Биполярные – реагируют на смену полярности поля, то есть одна полярность – включает датчик, другая – выключает.

2. Аналоговые датчики Холла – преобразуют индукцию поля в напряжение, величина показанная датчиком зависит от полярности поля и его силы. Но опять же, нужно учитывать расстояние, на котором установлен датчик.

Подільники напруги

Поді́льник напру́ги — пристрій, в якому вхідна і вихідна напруга зв'язані коефіцієнтом передачі. Як дільник напруги зазвичай застосовують регулювальний опір(потенціометри). Можливо уявити, як дві ділянки кола, що називаються плечима, сума напруги на яких рівна вхідній напрузі. Плече між нульовим потенціалом і середньою точкою називають нижнім, а інше — верхнім. Поділяють лінійні і нелінійні дільники напруги. У лінійних вихідна напруга змінюється за лінійним законом у залежності від вхідного. Такі дільники використовуються для задання потенціалів і робочої напруги в різних точках електронних схем. У нелінійних дільниках вихідна напруга залежить від коефіцієнта нелінійно. Нелінійні дільники напруги застосовуються в функціональних потенціометрах. Опір може бути як активним, так і реактивним.