Слайд 1Электроизмерительные приборы.
Слайд 2Контроль параметров элементов электрической цепи производится с помощью электроизмерительных приборов.
Сила тока, протекающего через нагрузку, измеряется амперметром, а напряжение на
нагрузке — вольтметром. Амперметр включается в разрыв электрической цепи последовательно с нагрузкой, вольтметр — параллельно нагрузке.
Слайд 3Электроизмерительные приборы бывают двух типов: стрелочные и цифровые. Техника измерений
с помощью цифровых приборов достаточно проста: прибор включается в электрическую
цепь и на его экране высвечивается измеряемая величина. Не сложно пользоваться и стрелочными приборами с одним пределом шкалы: измеряемая величина определяется по делениям шкалы, на которые указывает стрелка.
Слайд 4Предел измерения измерительного прибора — это наибольшее значение измеряемой величины.
На рисунке приведены шкалы амперметра и вольтметра: амперметром можно измерить
силу тока до 3 А, а вольтметром — напряжение до 6 В. При этом стрелка амперметра указывает силу тока 2,5 А, а стрелка вольтметра — напряжение 5 В.
Слайд 5Работа со стрелочными приборами немного осложняется, если приборы имеют несколько
пределов измерений. Для изменения предела приборы имеют дополнительные клеммы или
переключатель пределов измерения.
Слайд 6Допустим, что амперметр кроме предела 3 А имеет второй предел
измерения — 6 А, а вольтметр — 30 В. При
новых пределах измерения и тех же отклонениях стрелок приборов силу тока и напряжение определяют по количеству делений шкалы, на которое указывает стрелка прибора, умноженному на цену деления.
Слайд 7Цена деления прибора определяется по пределу измеряемой величины, делённому на
число делений прибора.
В случае указанных пределов (см. рис.) цена деления
амперметра равна: 6 А/60 дел. = 0,1 А/дел.; цена деления вольтметра: 30В/30 дел. = = 1 В/дел.
Тогда амперметр показывает:
50 дел. • 0,1 А/дел. = 5 А.
Показания вольтметра:
25 дел. • 1 В/дел. = 25 В.
Слайд 8В цепях постоянного тока при включении измерительных приборов учитывают полярность
источника тока и приборов. Для облегчения подключения измерительных приборов в
электрическую цепь постоянного тока около их клемм указывается полярность.
Слайд 9При этом положительный электрод источника « + » всегда подключают
к клемме « + » измерительного прибора, соответственно отрицательный электрод
источника «-» - к клемме «-» измерительного прибора.
Слайд 10Сведения о типе электроизмерительного механизма прибора, о возможности его работы
в цепях постоянного или переменного тока и некоторые другие можно
узнать по условным знакам, нанесённым на шкале прибора:
— - прибор предназначен только для работы в электрических цепях постоянного тока;
~ - прибор предназначен для работы в электрических цепях переменного тока;
- прибор предназначен для работы в электрических цепях постоянного и переменного тока.
Слайд 11С амперметрами, вольтметрами и другими электроизмерительными приборами мы знакомимся на
уроках физики или технологии. Однако в каждом доме имеется электроизмерительный
прибор, которым пользуются в быту. Прибор этот называется электросчётчиком. С его помощью измеряется количество потребляемой энергии, единицей измерения которой является киловатт-час (кВт-ч). Энергия, потребляемая из сети, регистрируется счётным механизмом счётчика.
Слайд 12Для определения расхода электроэнергии за некоторый промежуток времени, обычно за
месяц, необходимо знать начальное и конечное показания счётчика. Разность конечного
и начального показаний счётчика определяет количество израсходованной электроэнергии. Её стоимость вычисляется как произведение расхода электроэнергии на тариф .
Слайд 13Электрические параметры счётчика указываются на его щитке в застеклённом окошке
корпуса: максимальное рабочее напряжение, сила тока, частота сети, класс точности
прибора и его передаточное число, которое означает, скольким оборотам диска соответствует 1 кВт • ч.
Слайд 14Например, на щитке электросчётчика приведены следующие параметры:
• максимальное напряжение 250 В;
• сила
тока 10 А;
• частота сети 50 Гц;
• 1 кВт • ч =
2500 оборотов диска;
• класс точности 2,5%.
По этим данным можно вычислить расчётную мощность счётчика: Р = IU = 10 А • 250 В = 2500 Вт.
Параметрами счётчика допускается увеличение этой мощности на 20 % (в 1,2 раза), тогда максимально допустимая мощность счётчика и нагрузки равна:
Рмакс = 1,2 • 2500 = 3000 Вт.
Слайд 15С помощью электросчётчика можно определить мощность любого электроприбора, если она
неизвестна. Для этого в квартире отключают все электроприборы, кроме того,
у которого определяют мощность. Исследуемый электроприбор подключают к сети, берут секундомер и начинают наблюдать за движением диска электросчётчика. В момент, когда метка на диске счётчика совпадет с риской или стрелкой на его щитке, включаем секундомер и отсчитываем время за 10-20 оборотов диска.
Слайд 16 Допустим, что диск совершил 20 оборотов за
19 секунд (N = 20). По полученным данным определяем энергию,
которую потребляет нагрузка в 1 секунду, т. е. её мощность. Для этого по передаточному числу счётчика вычисляем цену одного оборота диска, которая называется номинальной постоянной счётчика (Кн). Обычно постоянную счётчика выражают в Вт • с/об. Поэтому 1 кВт • ч переводим в Вт • с (1 кВт = 1000 Вт; 1 ч = 3600 с) и делим на 2500 об.:
Кн = 1000 • 3600 Вт•с / 2500 об. = 1440 Вт • с/об.
Номинальную постоянную умножаем на число оборотов (20) и вычисляем количество электроэнергии, полученное нагрузкой:
А = КИ • N = 1440 Вт • с/об. • 20 об. = 28 800 Вт • с. Израсходованную энергию А делим на время и получаем мощность: Р = A/t = 28 800 Вт • с/19 с = 1516 Вт.
Зная, что напряжение в сети равно 220 В, по полученной мощности прибора Р можем вычислить силу тока I:
I = P/U= 1516/220 = 6,9 А.
Слайд 17 Каждый счётчик работает с некоторой погрешностью. В
приведённом примере погрешность прибора не должна превышать 2,5 %.
Реальную погрешность показаний электросчётчика можно оценить практически, включая в сеть поочерёдно нагрузки с известной мощностью. Для примера рассмотрим несколько приборов разной мощности (Р), кВт: кипятильник — 1; электрофен — 1,2; электрочайник — 1,25.
Как и в предыдущем случае, определяем с помощью секундомера время, равное 20 оборотам диска счётчика, для каждого электроприбора.
Для повышения точности измерение времени для каждого прибора производят 3-5 раз и по полученным данным вычисляют средний результат.
По затраченной энергии и среднему времени вычисляем мощность каждого электроприбора и сравниваем её с его паспортной мощностью. При значительных расхождениях экспериментальных и паспортных данных можно сделать заключение о завышенных или заниженных показаниях счётчика и обратиться в электрокомпанию для его замены.
Слайд 18Домашнее задание
1. Изучите § 34 учебника.