Лабораторная установка и электрическая схема соединений

При измерении мощности возникает методическая погрешность, обусловленная потреблением мощности самим измерительным прибором. По принципу действия ваттметр содержит две измерительные цепи: цепь напряжения и цепь тока. Различие мощности, потребляемой каждой из этих цепей, позволяет подобрать схему включения прибора, минимизирующую его методическую погрешность. Влияние приборов на методическую погрешность рассмотрим на примере измерения мощности нагрузки  методом амперметра и вольтметра. Варианты подключения приборов показаны на рис. 3.1.1 а и б.

а)

б)

 

Рис. 3.2.1. Варианты подключения приборов (а и б), при измерении
мощности методом амперметра и вольтметра.

В цепи рис. 3.2.1а значение мощности нагрузки   равно . Величина мощности по показаниям приборов

,

где  - напряжение, измеренное вольтметром, и равное напряжению нагрузки ;

 - мощность нагрузки;

 - мощность, потребляемая вольтметром (определяет абсолютную методическую погрешность измерения).

В цепи рис. 3.2.1 б мощность нагрузки по показаниям приборов равна

,

где  - ток, измеренный амперметром, и равный току нагрузки ;

 - мощность нагрузки;

 - мощность, потребляемая амперметром (определяет абсолютную методическую погрешность измерения).

Соответствующие рис. 3.2.1 а и б электрические схемы соединений при испытании цепи измерения мощности на постоянном токе приведены, соответственно, на рис. 3.2.2 и 3.2.3. Испытание цепей измерения полной мощности при синусоидальных напряжениях и токах выполняется в соответствии с электрическими схемами соединений рис. 3.2.4 и 3.2.5.

Установки (рис. 3.2.2, 3.2.3) состоят из однофазного источника питания G1 (218), блока генераторов A1 (212.2) с выходом регулируемого постоянного напряжения, мультиметров MY60 (блок А3, 510.1) и РС5000 (блок А2, 534), блока резисторов А7 (2330). На рис. 3.2.2 и 3.2.3 жирной линией выделен проводник, который необходимо переключить для перехода от одной схемы к другой.

Установки (рис. 3.2.4, 3.2.5) состоят из однофазного источника питания G1 (218), блока генераторов A1 (212.2, используется трехфазный генератор синусоидальных напряжений), блока вольтметра А4 (512.1), блока миллиамперметров А5 (532), мультиметров MY60 (блок А3, 510.1) и РС5000 (блок А2, 534), блока резисторов А7 (2330).

Во всех экспериментах измеряется мощность переменного резистора 330 Ом блока А7 (2330). Напряжение на резисторе устанавливается регулируемым источником постоянного напряжения (блок А1). Дополнительная регулировка тока в цепи осуществляется изменением сопротивления этого резистора. Задав напряжение и ток испытываемого элемента измеряют их величину амперметром и вольтметром. По результатам измерения  и  вычисляют мощность  или  для схем включения приборов рис. 3.2.1 а и б.

Однофазный источник питания G1 предназначен для безопасного питания блоков А1 (212.2) и приборов А2 (534) и А3 (510.1), требующих сетевого питания.

Рис. 3.2.2. Схема электрическая соединений для измерения мощности методом амперметра и вольтметра в цепи постоянного тока (рис. 3.2.1а).

 

На рисунках жирной линией показан проводник, который необходимо переключить для перехода от схемы рис. 3.2.2 к рис. 3.2.3 и от рис. 3.2.4 к рис. 3.2.5.

 

Рис. 3.2.3. Схема электрическая соединений для измерения мощности методом амперметра и вольтметра в цепи постоянного тока (рис. 3.2.1б).

 

 

Рис. 3.2.4. Схема электрическая соединений для измерения мощности методом амперметра и вольтметра в цепи переменного тока (рис. 3.2.1а).

 

Рис. 3.2.5. Схема электрическая соединений для измерения мощности методом амперметра и вольтметра в цепи переменного тока (рис. 3.2.1б).

 

Перечень аппаратуры

 

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания	218	~ 220 В / 16 А
А1	Блок генераторов напряжения	212.2	Синусоидальное напряжение Частота 0,2…20 кГц, Амплитуда 0…10 В
А2	Мультиметр	534	Цифровой мультиметр SANWAPC5000
А3	Блок мультиметров	510.1	Аналоговый мультиметр 7050, цифровой мультиметр MY60
А4	Вольтметр	512.1	Э42700, 2 – 10 В
А5	Блок миллиамперметров	532	Э42700, 10 – 100 мА; Ц42300, 30 – 100 мА
А7	Блок резисторов	2330	Переменные резисторы 2х10 кОм; 330 Ом; 10 Ом