10.11.21,11.11.21, 12.11.21

ПРЕДМЕТ: " ОСНОВЫ  ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ."

Преподаватель: Пархоменко Лариса Ивановна

 10.11.21г. ГРУППА № 412 темы уроков: " Значение электрических измерений.", " Измерение тока и напряжения."

Изучить материал и составить краткий конспект.

                                       Значение электрических измерений.

Объектами электрических измерений являются все электрические и магнитные величины: ток, напряжение, мощность, энергия, магнитный поток и т. д. Определение значений этих величин необходимо для оценки работы всех электротехнических устройств, чем и определяется исключительная важность измерений в электротехнике.

+Электроизмерительные устройства широко применяются и для измерения неэлектрических величин (температуры, давления и т. д.), которые для этой цели преобразуются в пропорциональные им. электрические величины. Такие методы измерений известны под общим названием электрических измерений неэлектрических величин. Применение электрических методов измерений дает возможность относительно просто передавать показания приборов на дальние расстояния (телеизмерение), управлять машинами и аппаратами (автоматическое регулирование), выполнять автоматически математические операции над измеряемыми величинами, просто записывать (например, на ленту) ход контролируемых процессов и т. д. Таким образом, электрические измерения необходимы при автоматизации самых различных производственных процессов.

 Развитие электроприборостроения идет параллельно с развитием электрификации. Высокое качество аппаратуры и необходимая точность измерительных приборов, находящихся в эксплуатации, гарантируются государственным надзором за всеми мерами и измерительными приборами.

                                               Измерение тока и напряжения.

Измерение тока.Для измерения тока в цепи амперметр  или миллиамперметр включают в электрическую цепь последовательно с приемником  электрической энергии. Для того чтобы включение амперметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, амперметры выполняют с малым внутренним сопротивлением. Поэтому практически сопротивление его можно считать равным нулю и пренебрегать вызываемым им падением напряжения. Амперметр можно включать в цепь только последовательно с нагрузкой. Если амперметр подключить непосредственно к источнику , то через катушку прибора пойдет 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. При этом через прибор проходит только часть IА измеряемого тока I, обратно пропорциональная его сопротивлению RА. Большая часть Iш этого тока проходит через шунт. Прибор измеряет падение напряжения на шунте, зависящее от проходящего через шунт тока, т. е. используется в качестве милливольтметра. Шкала прибора градуируется в амперах. Зная сопротивления прибора RA и шунта Rш можно по току IА, фиксируемому прибором, определить измеряемый ток.

Измерение напряжения. Для измерения напряжения U, действующего между какими-либо двумя точками электрической цепи, вольтметр  присоединяют к этим точкам, т. е. параллельно источнику  электрической энергии или приемнику .

Для того чтобы включение вольтметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, вольтметры выполняют с большим сопротивлением. Поэтому практически можно пренебрегать проходящим по вольтметру током.

Для расширения пределов измерения вольтметров последовательно с обмоткой прибора включают добавочный резистор . При этом на прибор приходится лишь часть Uv измеряемого напряжения U, пропорциональная сопротивлению прибора Rv.

Зная сопротивление добавочного резистора и вольтметра, можно по значению напряжения Uv, фиксируемого вольтметром, определить напряжение, действующее в цепи. Добавочный резистор может встраиваться в прибор и одновременно использоваться для уменьшения влияния температуры окружающей среды на показания прибора. Для этой цели резистор выполняется из материала, имеющего малый температурный коэффициент, и его сопротивление значительно превышает сопротивление катушки, вследствие чего общее сопротивление прибора становится почти независимым от изменения температуры. По точности добавочные резисторы подразделяются на те же классы точности, что и шунты.

11.11.21г. ГРУППА № 412 темы уроков: " Измерение     неэлектрических    величин",                                                                         Принцип действия и устройство трансформатора."

Изучить  материал и составить краткий конспект. 

                                      Измерение     неэлектрических    величин.

 Для измерения неэлектрических величин широко применяются электроизмерительные приборы. Они удобны в эксплуатации, позволяют проводить дистанционные измерения и автоматизировать технологические процессы. Процесс измерения неэлектрических величин может быть представлен схемой, показанной на рис. 11.32. Неэлектрическая величина Xпоступает на вход преобразователя. В преобразователе X преобразуется в электрический сигнал Y(X). Этот сигнал поступает в электрическую измерительную цепь, в которой он преобразуется в другой более удобный для измерения электрический сигнал Y, который поступает на выходное измерительное устройство.

Рис. 11.32. Схема процесса измерения неэлектрических величин

По принципу действия преобразователи подразделяют на параметрические и генераторные.

В параметрических преобразователях измеряемая величина преобразуется в какой-нибудь параметр электрической цепи — сопротивление R, индуктивность L или емкость С. В генераторных преобразователях измеряемая величина вызывает появление ЭДС.

В качестве выходного измерительного устройства применяют аналоговое или цифровое устройство. Промежуточный блок обычно содержит мостовые или компенсационные схемы, позволяющие привести электрический сигнал, получаемый с выхода преобразователя, к удобному для измерения виду.

Преобразователи неэлектрических величин. Резистивные преобразователи  относятся к параметрическим, у которых под воздействием механических величин изменяются сопротивления. Различают реостатные преобразователи, тензорезисторы, пьезорезисторы. Резистивные преобразователи, изменяя свое сопротивление, вызывают изменение тока или напряжения пропорционально измеряемой величине. Появившееся напряжение или ток воздействует на измерительное устройство, шкала которого проградуирована в единицах измеряемой величины. Резистивные преобразователи широко применяются для измерения механических перемещений, давления, силы, уровня жидкости.

Принцип работы индуктивных преобразователей основан на изменении индуктивности электромагнитной катушки в зависимости от сопротивления магнитной цепи. При перемещении якоря изменяются зазор S и магнитное сопротивление магнитопровода , что вызывает изменение индуктивности катушки и тока I. Ток катушки будет зависеть от линейного перемещения х, т.е. / = /(х). Пружина  предназначена для создания противодействующего момента. Индуктивные преобразователи применяют для измерения линейных и угловых перемещений, механических усилий, давлений.

                                Принцип действия и устройство трансформатора.

Эле́ктротрансформа́тор, в разговорной речи чаще просто трансформа́тор ( «превращать, преобразовывать») — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.

Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнитомягкого материала.

Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

1. Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм).
2. Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция).

На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток намагничивания создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутом на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.

В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.

Форма напряжения во вторичной обмотке связана с формой напряжения в первичной обмотке довольно сложным образом. Благодаря этой сложности удалось создать целый ряд специальных трансформаторов, которые могут выполнять роль усилителей тока, умножителей частоты, генераторов сигналов и т. д.

12.11.21.ГРУППА № 412  тема урока: " Автотрансформаторы их действие, устройство."

Изучить материал и составить краткий конспект.

Автотрансформа́тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно.

Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. Применение автотрансформаторов экономически оправдано вместо обычных трансформаторов для соединения эффективно заземлённых сетей с напряжением 110 кВ и выше при коэффициентах трансформации не более 3-4. Существенным достоинством является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость.

Он  состоит из одной обмотки, от которой сделано один или несколько отводов, образующих вторичные витки. При этом все обмотки образуют между собой не только электрическую, но и магнитную связь. Поэтому, при подаче электрической энергии на вход автотрансформатора, возникает магнитный поток, под действием которого происходит индукция ЭДС в обмотке нагрузки. Величина электродвижущей силы связана прямой пропорциональностью с числом витков, образующих нагрузочную обмотку, с которой снимается напряжение. Из основной обмотки можно отводить большое количество выводов, что позволяет создавать комбинации для снятия различных по величине напряжений. Это очень удобно на практике, так как понижение напряжения часто требуется для питания нескольких блоков электроприборов, использующих различные напряжения. Главное его отличие от обычного трансформатора – отсутствие второй катушки с сердечником. Роль вторичных обмоток выполняют отдельные группы витков, имеющих гальваническую связь.  Эти группы не требуют отдельной электрической изоляции.  Несмотря на особенности строения обмоточной части агрегата, его принцип действия очень напоминает работу обычного трансформатора. По такому же принципу во время циркуляции переменного тока возникает магнитный поток в сердечнике. Его действие на обмотку характеризуется появлением на каждом отдельном витке равновеликой электродвижущей силы. Суммарная ЭДС на отрезке обмотки равна сумме величин токов всех отдельно взятых витков.

Особенностью является то, что по обмотке циркулирует ещё и первичный ток, который оказывается в противофазе к индукционному потоку. Результирующие значения этих токов на участке обмотки, предназначенной для потребителя, получаются меньшими (для понижающего тр.) чем параметры поступающего электричества.