Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 160

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

7-3. ИЗМЕРЕНИЕ ВЗАИМНОЙ И Н Д У К Т И В Н О С Т И Н А ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

а) Метод

амперметра и

вольтметра

 

Если измерить

ток

1г в первичной катушке (рис.

7-3)

и индуктированную во

вторичной

катушке э. д. с. Е2

=

=М11®, то взаимную

индуктивность

можно я-=-о fiy—f-—I

(А*

Рис . 7-3. Схема

дли

изме­

 

рения

взаимной

индуктив­

 

ности

амперметром и

вольт­

 

метром.

0 — ° | > >

 

определить по

формуле

 

 

М = £ , 2 / ( ш 7 1 ) .

(7-3)

Для измерения э. д. с. следует пользоваться вольт­ метром электростатической, электронной или детектор­ ной систем.

б) Метод последовательного соединения катушки

Как известно из электротехники, при согласном после­ довательном соединении двух катушек (рис. 7-4, а) их

0 ^ - _ B - 0 ^ J w t 5 v r

0—0

 

 

 

Рис. 7-4. Схема для измерения

взаимной

индуктивности

методом

последовательного

соединения

катушек .

 

общая индуктивность

 

 

 

L a = L 1

- f I 2 + 2 M ;

(7-4)

ее можно определить одним из методов измерения индук-

217

тивности, например методом амперметра и вольтметра, применяя формулу

где za — полное сопротивление цепи двух катушек при согласном последовательном соединении их.

При встречном последовательном соединении двух катушек (рис. 7-4, б), как известно, их общая индуктив-

Е 0 С Т Ь

L 5 = L ± + L2-2M.

(7-5)

Индуктивность LG МОЖНО определить теми же методами, что и индуктивность L a , в частности методом амперметра и вольтметра, применяя формулу

A > = 4 l A § - ( r 1 + r 2 ) 2 ,

где Z(3 — полное сопротивление цепи двух катушек при встречном последовательном соединении их.

Вычитая почленно из (7-4) (7-5), получаем:

L

A - L 5 =

AM,

откуда

 

(7-6)

M

= (La-LD)/4.

7-4. ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ Н А П Е Р Е М Е Н Н О М Т О К Е

а) Метод амперметра

и вольтметра

Пренебрегая потерями в диэлектрике конденсатора, емкость его можно определить методом амперметра и

вольтметра.

 

 

 

 

 

 

Измерив ток

и напряжение (рис. 7-5) и зная частоту

 

 

 

переменного

тока, емкость

мо-

0 - ° ^ — ' — I

j

—

i ж и

о определить по формуле

 

 

 

 

С =

//(соС7).

(7-7)

0-oJU>—Е=з-

 

 

Рпс .

7-5. Схема для измерения емко­

 

 

с т и

амперметром и вольтметром.

При измерении емкости этим методом напряжение должно быть синусоидальным, так как в противном случае за счет высших гармоник может произойти значительное искажение кривой тока, что может привести к большим погрешностям измерения.

218

б) Метод ваттметра

Определив по показанию приборов (рис. 7-6) ток, напряжение и мощность, можно вычислить сначала ак­ тивное сопротивление г =

=PIP, полное сопротив­

ление цепи z = UII = 0 0

Р п с . 7-6. Схема для измерения

 

емкости амперметром, вольт­

0—oJp-

метром и ваттметром.

— У г2 -f- [l/(o)6')J2 , а затем и искомую емкость:

' С = 1/(со Vz2 - г2 )

или, объединив написанные формулы, получим:

1

1

Р

(7-8)

 

Р \2

УО'Ч2 — Р2

 

 

Мощность потерь в конденсаторе

P = UIcOSq>=I*-±-tg6,

откуда тангенс угла потерь

tg6 = •

 

РаС

(7-9)

—-

Р 1

Р

 

 

Точность измерений при этом методе такая же или песколько выше, чем у предыдущего (§ 7-4, а).

Измерение ваттметром мощности потерь в конденса­ торах не всегда возможно вследствие ее малости. Поэ­ тому чаще пользуются мостовыми методами измерений емкости.

7-5. ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ Б А Л Л И С Т И Ч Е С К И М Г А Л Ь В А Н О М Е Т Р О М

Если

переключатели

Пх

и

Пг (рис.

7-7)

установить

в положение

1,

то образцовый

конденсатор

С0 получит

заряд Q0

=

UXC0,

где

Ux

— показания

вольтметра.

219

Если перевести переключатель П2 в положение 2, то конденсатор С0 разрядится и через баллистический гальванометр пройдет заряд

Q0 — UгС0 — Cqa{,

гдео^ — угол откдопопия подвижной части гальванометра. Баллистическая постоянная гальвапометра

C^UjCofa. (7-10)

Если при положении 1 переключателя П% и положении 2 переключателя Пх поднять напряжение до значения U2,

Рпс. 7-7. Схема для измерения екме баллистическим гальванометром.

то испытуемый конденсатор получит заряд

Q=u2cx.

Перебросив нож переключателя П2 пз положения / в положение 2, конденсатор разрядится через гальвано­

метр, т . е . через

него пройдет заряд

 

 

Q = U2CX — Cqa2

 

и подвижная часть его

будет отброшена на угол а2 .

Измеряемую

емкость

находят по

формуле

 

Сх

= ^ а 2 .

(7-11)

При измерении этим методом возможны значительные погрешности вследствие остаточного заряда (неполный разряд конденсатора).

7-6. П Р И Б О Р Ы НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ О Ц Е Н К И Д Л Я И З М Е Р Е Н И Я ЕМКОСТИ

( М И К Р О Ф А Р А Д О М Е Т Р Ы )

Микрофарадометр представляет собой электродина­ мический логометр (рис. 7-8). Неподвижная катушка его А включена последовательно с конденсатором С. Ток в ней

220

равен: 1 — UaC. Две подвижные катушки 1 и 2 укреп­ лены на оси прибора. Последовательно с первой катуш­

кой

включен

образцовый конденсатор С0.

Ток в ней

1г =

U(j)C0.

Вторая катушка 2 замкнута на

вторичную

обмотку трансформатора тока, по первичной цепи которого

проходит ток

измеряемого

 

 

конденсатора

Icx—

U(aCx.

 

 

Ток во вторичной

обмотке

 

 

трансформатора

и

во вто­

 

 

рой

подвижной

 

катушке

 

 

логометра

равен

или про­

 

 

порционален току

первич­

 

 

ной

цепи: / 2

=

 

kUaCx.

 

 

Токи в катушках лого-

 

 

метра (§

2-3)

совпадают

Ри с . 7-8.

Схема электродинами­

по

фазам, и,

следователь­

ческого

мгжрофарад-мотра.

но,

cosip!

=

cosily = 1-

 

 

Угол поворота подвижиой части логометра [см. (2-19)]

< М 2 >

Таким образом, угол поворота подвижной части зави­ сит только от измеряемой емкости, и, следовательно, на шкале прибора можно нанести значения емкости.

Киевский завод «Точэлектроприбор» изготовляет элек­ тродинамические микрофарадометры типа Д524, класса точности 1. Они имеют четыре предела измерения: 1, 2, 5 и 10 мкФ. Изменение пределов достигается примене­

нием трансформатора

тока с переменным

числом

витков

в первичной обмотке,

последовательно с

которой

вклю­

чается измеряемый

конденсатор.

 

Б. МЕТОДЫ

И ПРИБОРЫ

СРАВНЕНИЯ

7-7. У С Л О В И Я РАВНОВЕСИЯ МОСТА ПЕРЕМЕННОГО Т О К А

Четыре плеча моста переменного тока образуются четырьмя сопротивлениями zl 5 z2 , z3 и г4 (рис. 7-9). В одну диагональ моста включается источник питания переменного тока, в другую — нулевой индикатор И. При нулевом показании ипдикатора потенциалы ерв и ерд оди­ наковы и, следовательно, можно написать:

221

Смотрите также файлы