Изучение лабораторного стенда (Лабораторная работа № 1.1)

Лабораторная работа N 1.1

Изучение лабораторного стенда

Цель работы:

·  изучить устройство стенда, назначение, принцип работы и параметры источников питания;

·  изучить назначение, метрологические параметры и правила эксплуатации измерительных приборов, входящих в лабораторный стенд;

·  приобрести навыки сборки простейших электрических цепей и измерения токов, напряжений и активной мощности в цепях постоянного и синусоидального токов;

·  приобрести навыки измерения параметров пассивных элементов стенда (резисторов, катушки индуктивности, батареи конденсаторов).

1. Краткие теоретические сведения

1.1. Электроизмерительные приборы, используемые в лабораторном практикуме

Выполнение лабораторных работ по электротехнике сопровождается измерениями тока, напряжения, мощности и других величин, что позволяет понять сущность исследуемых физических процессов и выявить характеристики того или иного электротехнического устройства. Для обеспечения правильности измерений необходимо грамотно использовать средства электрических измерений, уметь определять цену деления шкалы и снимать отсчеты измеряемых величин.

В состав стенда входят следующие измерительные приборы:

·  ваттметр активной мощности Д5065, ГОСТ 8476-78, кл.=0,5;

·  фазометр Д5781, ГОСТ 8039-79, кл.=0,5;

·  встроенный вольтметр постоянного и переменного (синусоидального) тока с пределами 30 В и 300 В (позиция 8 на рис.В.1);

·  встроенные амперметры постоянного и переменного (синусоидального) токов с пределами 0,3; 1,5; 3,0 А (позиции 9, 10, 11, 12 на рис.В.1).        

Эти приборы позволяют измерять ток, напряжение и активную мощность методом непосредственной оценки, а также сопротивления, емкости, индуктивности и коэффициент мощности cosj.

1.2. Измерение токов

Измерение токов выполняется с помощью четырех встроенных в стенд амперметров. На лицевую панель выведен в каждом амперметре переключатель “Режим”, переключатель “Предел” и входные клеммы. При этом амперметр включается в цепь последовательно с тем элементом, величину тока, протекающего через который, требуется измерить. При измерении тока в цепях постоянного тока переключатель “Режим” устанавливается в положение “-”, а при измерении в цепях синусоидального тока – в положение “~”. Предел измерения амперметра выбирается так, чтобы он был близок (не на много превышал) к значению измеряемого тока. Если же величина ожидаемого значения тока неизвестна, то следует устанавливать максимальное значение предела измерения.

Если N_I – число малых делений шкалы, на которое отклонилась стрелка амперметра, а I_н – установленный переключателем предел, то отсчет величины измеряемого тока определяется по соотношению:

 ,                                             (1.1)

где  (А/дел) – цена деления шкалы амперметра;

  -  полное число делений шкалы.

1.3. Измерение напряжений

Измерение напряжений в цепях постоянного и переменного (синусоидального) токов осуществляется с помощью встроенного в стенд вольтметра 8. На лицеву панель выведены два переключателя “Режим” и “Предел” и входные клеммы.

Вольтметр включается в электрическую цепь параллельно тем точкам, разность потенциалов между которыми (электрическое напряжение), требуется измерить. При измерении напряжений в цепях постоянного тока, переключатель “Режим” устанавливается в положение “-”, а в цепях синусоидального тока – в положение “~”.

Если ожидаемое значение напряжения неизвестно, то следует установить переключатель “Предел” в положение 300 В. Отсчет величины измеряемого напряжения определяется по соотношению:

  (В),                                              (1.2)

где     (В/дел) – цена деления шкалы вольтметра;

        -  полное число делений шкалы.

Если напряжение измеряется в цепях постоянного тока и стрелка вольтметра зашкаливает влево до упора, то необходимо поменять местами провода, либо на клеммах вольтметра, либо на схеме. Аналогичные действия производятся и с амперметром в цепях постоянного тока.

1.4. Измерение активной мощности

Измерение активной мощности в цепях постоянного и переменного синусоидального токов производится с помощью однофазного ваттметра электродинамической системы типа Д5065, имеющего пределы измерения по току 2,5 А и 5,0 А, а по напряжению: 30, 75, 150, 300 и 600 В.

Предел по току выбирается клеммой токовой цепи прибора 2,5 А или 5 А, а предел по напряжению – кнопочным переключателем. Цена деления ваттметра определяется по соотношению

 (Вт/дел),                                     (1.3)

где ,  -  установленные пределы измерения по напряжению и току;

       -  полное число делений шкалы ваттметра.

При этом отсчет измеряемого значения величины активной мощности определяется по соотношению:

 .                                         (1.4)

Схема включения ваттметра приведена на рис.1.1.

			Рис.1.2. Схема измерения активной мощности в трехфазной цепи методом двух ваттметров

Генераторные зажимы (помеченные звездочкой) ваттметра соединяются вместе. Последовательная (токовая) обмотка ваттметра включается последовательно с объектом измерения, а параллельная обмотка (обмотка U) – на зажимы исследуемого объекта или участка цепи (узловые точки цепи или зажимы источника ЭДС).

При измерении активной мощности в трехфазных трехпроводных цепях (при симметричном и несимметричном приемниках) используется метод двух ваттметров (рис.1.2). При этом генераторные зажимы каждого ваттметра соединяют вместе и включают на зажимы А и С трехфазного источника питания, а негенераторные зажимы обмоток напряжения подключают на свободную фазу В источника питания.

Активная мощность, потребляемая трехфазным приемником, определяется суммой показаний двух ваттметров .

1.5. Измерение разности фаз и коэффициента мощности в однофазных цепях

Измерение разности фаз между напряжением и током в однофазных цепях синусоидального тока осуществляется в лабораторной установке с помощью фазометра Д5781 электродинамической системы.