2.4 Измерение электрических величин 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.

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

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, если cosφ = 1.

Чаще всего измерение мощности осуществляется одним прибором - ваттметром.

Как было сказано ранее, для измерения мощности лучшей является электродинамическая система.

Ваттметр снабжён двумя измерительными элементами в виде двух катушек: последовательной и параллельной. По первой катушке тычет ток, пропорциональный нагрузке, а по второй - пропорциональный напряжению в сети.

Угол поворота подвижной части электродинамического ваттметра пропорционален произведению тока и напряжения в измерительных катушках:

На рисунке показана схема включения ваттметра в однофазную сеть.

В трёхфазных сетях для измерения мощности используют один, два и три ваттметра.

Если нагрузка симметричная и включена "звездой", то достаточно одного ваттметра (рис. 3.8.2, а).

Если в этой же схеме нагрузка несимметрична по фазам, то используются три ваттметра (рис. 3.8.2, б).

В схеме соединения потребителей "треугольником" измерение мощности производится двумя ваттметрами (рис. 3.8.2, в).

Измерение сопротивлений

Электрическое сопротивление в цепях постоянного тока может быть определено косвенным методом при помощи вольтметра и амперметра. В этом случае:

Можно использовать омметр - прибор непосредственного отсчёта. Существуют две схемы омметра: а) последовательная; б) параллельная.

Уравнение шкалы последовательной схемы измерения:

где Rг - сопротивление цепи гальванометра. При U = const угол поворота подвижной части прибора определяется величиной измеряемого сопротивления Rx. Поэтому шкала прибора может быть непосредственно проградуирована в Омах. Ключ K используется для установки стрелки прибора в нулевое положение. Омметры параллельного типа удобнее применять для измерения небольших сопротивлений

Измерение сопротивлений можно также осуществлять логометрами. На рисунке приведена принципиальная схема логометра.

Для этой схемы имеем:

Отклонение подвижной части логометра:

Таким образом, показание прибора не зависит от напряжения источника питания и определяется величиной измеряемого сопротивления Rx.