Курахтина Г.С. Общая электротехника: Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

При измерении добиваются равновесия моста путем изменения сопротивления

R и

отношения

, а затем по формуле

подсчитывают искомое сопротивление.

Измерение емкости и индуктивности

При питании моста переменным током можно иметь ком-

пактные мосты для измерения емкости и индуктивности. При пи-

тании моста переменным током в измерителе будет отсутствовать

также ток, если потенциалы точек

А и В будут равны между со-

бой (рис. 4.37). В этом случае имеем уравнения

3211

ZIZI

ZI =

ZI , где ,

111

jxrZ += ,

222

jxrZ

333

jxrZ

444

jxrZ += .

Мост будет уравновешен при ра роизведений со-

ZZZ

Рис. 4.37

венстве п

противления противоположных плеч моста:

3241

Z ,

или

())((

4411

jxrjxr ))(

3322

jxrjxr

241411441

rxxxjrxjrrr

3232233

xxxjrxjrr

−

Два комплексных числа равны друг дру

тельные и мнимые части.

На этом основании можно записать услов

г действи-

ие равновесия моста:

у, если в отдельности равны их

32324141

xxrrxxrr

−

32234114

xrxrxrxr

При 0

4321

==== rrrr условием равновесия моста является следующее соотноше-

ние:

3241

xxxx = , что практически легко осуществить, если в каждом плече моста вклю-

чить только емкости, причем одна из них (например,

c ) может быть неизвестной. Неиз-

вестную емкость можно определить исходя из следующих равенств. Поскольку

cω

x =

cω

x =

cω

x =

cω

то

x =

3241

1111

cccc ωω

ωω

откуда

3241

cccc

cc =

Изменяя отношение

c и

, добиваются равновесия моста. В качестве измерителя

можно использовать магнитоэлектрические гальванометры с полупроводниковым вы-

прямителем. Гальванометры – приборы высокой чувствительности.

Мосты, все плечи которых представляют емкости, достаточно громоздки. Можно

сделать компактный мост, если

4321

xxrr

. В этом случае условием равновесия

141

мост является равенство

2314

xrxr

, откуда

. Если

cω

x =

, то

cc ω

, откуда

cc =

. Такой мост

показан на рис. 4.38. Он широко применяется

для измерения емкостей. Если

Lx ω

, то

. Отсюда

ω=ω

LL =

ность.

. Он позволяет производить

4.25. Цифровые измерительные приборы

Цифровой электроизмерительный прибор – это такой прибор

измеряем электрической величин представлено в виде цифр.

приборов легче читать, к тому же они обеспечивают большую точн

Однако аналоговые приборы дают возможность проследить за бы

тока и напряжения. Цифровые приборы применяются для измере

электрических величин (постоянного и переменного напряжения и

емкости, индуктивности, добротности и др.), а также неэлектрически

давления, температуры, скорости), предварительно преобразованны

Принцип действия цифровых измерительных приборов основан на автоматическом

преобразовании непрерывной, или аналоговой, измеряемой величины в дискретные сиг-

налы виде кода, в соответствии с которым ее

отображается

дискретн

приборов

двоичной

стеме

десятичную

где – индукт в

рис. 4.39

, в котором значение

ы Показания цифровых

ость, чем аналоговые.

стрыми изменениями

ний практически всех

тока, сопротивления,

х величин например

х в электрические.

значение на дисплее в циф-

ров аналоговых сигналов в виде ого кода очень удоб-

но

электроизмерительных состоит из следующих

частей

тель во

тор

ес

ную аи п н

методом

число к

ило, в системе исчисления.

Пр

эл ен

и исчисления, с

дешифратора переводится в систему, а затем

измерение

ой

измеряемой

дешифрато

затем

, из

рования

тронные

им

специального

Рис. 4.38

1 211

Такой мост показан н

)( IIСF =

инд

ой

форме.

ольшинство

: измерительной

величины

напряжения

ра, в ко

отображается

уществует н

которых н

. Этим

и в,

ус

искомая

тей.

Представление

цифровых

цепи,

(

врем

ом

на

кол

бол

о р

ведут

по

тройства –

уктивнос

( ,

, поскольку в таком виде аналоговые сигналы могут вводиться в компьютер или

ередаваться по каналам телеметрии.

выполняющей необходимые аналоговые преобразования

измерительный мост, измерительный усилитель, преобразова-

енной интервал и др.), аналого-цифрового преобразователя и

кодированный сигнал преобразуется в соответствующее число

дисплее.

ько методов преобразования непрерывной величины в дискрет-

ьшее распространение олучил метод числоимпульс ого коди-

измеряемая величина преобразуется в пропорциональное ей

ое подсчитывается цифровым электронным счетчиком. Элек-

счет импульсов, как прав

мпульсо

счетчики

то

енение двоичной системы исчисления в цифровых приборах обусловлено тем, что

для записи чисел в ней нужны ем ты, имеющие всего два устойчивых состояния.

Результа измерения, лученный в двоичной с помощью

выдается на световое табло.

142

Рис. 4.39

Практические задания

1. Какой прибор даст наименьшую

измерения, если все приборы

показывают инаковое напряжени

погрешность

од е? Под

считайте наибольшую возможную абсо

лютную погрешность измерения каждым

прибором.

2. Какая деталь прибора позволяет

устранить влияние силы тяжести подвиж-

ной системы на показания прибора?

установки стрел-

на нуль?

3. На рисунке показана подвижная

часть одного из измерительных приборов.

Какая деталь служит для

ки невключенного прибора

какого материала изготовлена

данного прибора?

4. Из

деталь № 3

Ответ:

1) сталь;

2) алюминий;

3) латунь.

обеспечивает высо-

ь данн

5. Какая деталь

кую ч ительност

увств ому прибору?

показана

измерительных приборов.

состав успокоителя

6. На рисунке

часть одного из

ая деталь входит в

(демпфера)?

подвижная

Как

материала изготовлена

прибора?

алюминий;

7. Из какого

деталь № 4 данного

Ответ: 1)

2) перм

ла

аллой;

3) тунь.

143

8. Конструкция како

нному прибору н

ет да ег

детали позволя-

е бояться пер рузок?

ипи но не по

прибор для точ

ных переменного и пос-

9. Какая деталь пр аль -

зволяет использовать э -

токов?

инц

тот

измерений в цепях

тоянного

ер

10. На рисунке п

ме

оказаны шкалы ам-

п тра магнитоэлектрической, электро-

магнитной и электродинамической систем.

Какой из этих приборов относится к элек-

тродинамической системе?

11. Даны марки приборов некоторых систем: 1) Ц 435; 2) М 157; 3) Д 533; 4) Э 309.

Приборы какой из этих систем, имеющих механический противодействующий момент,

можно изготовить с одной спиральной пружиной?

12. Приведены условные знаки некоторых систем электроизмерительных прибо-

ров: 1)

; 2) ; 3) ; 4) .

Прибором какой системы целесообразно измерять малые переменные напряжения?

13. Даны шифры или условные знаки некоторых систем измерительных приборов:

1) Ц 52; 2)

; 3) Э 113; 4) .

Приборы какой системы с одинаковым успехом можно применять для точных из-

мерений переменных и постоянных токов и напряжений?

14. Какой из этих приборов можно использовать для измерения в цепях постоянно-

го и переменного токов?

а б в

144

15. Приведены шифры или условные знаки некоторых систем измерительных при-

: 1) боров

; 2) ; 3) Ц

риборы какой системы пригодны для измерения в цепях высоких частот?

торых систем измерительных приборов:

315; 4) Э 59.

16. Приведены условные знаки неко

; 2) ; 3) ; 4) .

, пригодный для измерений только в цепях

о тока?

для измерений в цепях переменного тока

Какой системы должен быть ваттметр

переменног

17. Какой из этих приборов применим

строго определенной частоты?

но производить измерения в цепях постоянного и

переменного токов?

а б

18. Каким из этих приборов мож

а б в

19. Ниже приведены шифры или условные знаки некоторых систем измерительных

: 1)

приборов

; 2) М 154; 3) Д 529; 4) .

Приборы какой системы меньше всего боятся перегрузок?

20. Какой из этих приборов целесообразно использовать для точных измерений в

цепях переменного тока?

а б в

21. Ниже приведены шифры или условные знаки некоторых систем измерительных

: 1) М 116; 2) Д 174; 3) приборов

; 4) .

Прибор какой из этих систем имеют наибольшую механическую мощность?

145

22. Приведены условные знаки некоторых систем измерительных приборов:

; 2) ; 3) ; 4) .

Какой быть ваттметр, пригодный для измерения в цепях перемен-

ного и посто в?

23. Приведены условные знаки некоторых систем измерительных приборов:

системы должен

янного токо

; 2) ; 3) ; 4) .

Приборы какой системы меньше всего боятся внешних магнитных полей?

24. Какой прибор как измеритель целесообразно использовать в омметрах, чтобы

показания его мало зависели от величины напряжения?

б в

но измерять дан-

ным

25. Что целесообраз

прибором?

Ответ:

1) энергию;

2) мощность;

3) сопротивление

Литература

1. Анвельт М.Ю. Сборник задач по общей электротехнике. – М.: Высш. шк., 1968.

2. Основы теории цепей / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил и др. – М.:

Энергия, 1989. – 258 с.: ил.

3. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Т. 1. – М.:

Энергия, 1981. – 536 с.: ил.

4. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Высш. шк., 1984. –

559 с.: ил.

5. Атабеков Г.И. Линейные электрические цепи. – М.: Энергия, 1978. – 432.: ил.

6. Матханов П.А. Основы анализа электрических цепей. – М.: Высш. шк., 1990. –

400 с.: ил.

7. Теоретические основы электротехники. Т. 1: Основы теории линейных цепей /

Под ред. П. нкина. – М.: В ш. А. Ио ыс шк., 1979. – 544 с.: ил.

8. Попов В.П. Основы теории цепей. – М.: Высш. шк., 1998. – 575 с.: ил.

9. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей. – М.: Радио и связь,

1986. – 544 с.: ил.

10. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. – М.: ГИФМЛ,

1962. – 680 с.: ил.

11. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. – М.: Наука, 1977. – 720 с.: ил.

146

Учебное пособие

Курахтина Галина Сергеевна

ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Верстка, оригинал-макет Е.Е. Бабух

печат 8.10.2007 г.

Roman

Издательство

Камчатского государственного технического университета

Отпечатано полиграфическим участком издательства КамчатГТУ

683003, г. Петропавловск-Камчатский, ул. Ключевская, 35

147

Редактор Г.Ф. Майорова

Технический редактор Е.Е. Бабух

Набор текста Г.С. Курахтина

Подписано в ь 0

Формат 61*86/8. Печать офсетная. Гарнитура Times New

Авт. л. 14,21. Уч.-изд. л. 14,61. Усл. печ. л. 18,18

Тираж 40 экз. Заказ № 873