ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 76
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
l ср проводится на чертеже строго по середине сечения магнитопровода.
3. магнитная индукция:
В = µ µ0 Н (Тл),
где µ - магнитная проницаемость вещества, из которого изготовлен магнитопровод.
µ0 - магнитная постоянная, µ0 = 4 π ∙10 -7 Гн /м
4. Магнитный поток:
Ф = В ∙ S (Вб),
где S - площадь поперечного сечения магнитопровода.
Самостоятельная работа №7
Тема 4.1 Виды и методы электрических измерений
Измерение – процесс нахождения опытным путем значения физической величины с помощью специальных технических средств (средств измерения).
Существует два вида измерений:
– прямые;
– косвенные.
При прямых измерениях искомое значение физической величины определяют непосредственно по показанию прибора. К ним относятся: измерение тока амперметром, электроэнергии счетчиком, напряжения вольтметром и др.
При косвенных измерениях искомое значение физической величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными в результате прямых измерений. Например, измерив ток и напряжение, можно найти величину электрического сопротивления.
Различают два основных метода измерений:
– метод непосредственной оценки: значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора (например, значение тока – по амперметру). Этот метод прост, но имеет сравнительно невысокую точность;
– метод сравнения, при котором измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Этот метод точнее, но процесс измерения более сложный.
Метод сравнения имеет несколько разновидностей:
– нулевой метод, при котором результирующий эффект взаимодействия сравниваемых величин на измерительный прибор доводят до нуля, например, измерения электрического сопротивления с помощью уравновешенного моста;
– дифференциальный метод: на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой, например, измерение электрического сопротивления с помощью неуравновешенного моста;
– метод замещения, при котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой и изменяя эту величину, добиваются такого же показания прибора, как и при действии измеряемой величины.
В связи с тем, что абсолютно точных приборов нет, каждое средство измерения характеризуется погрешностью.
Средства измерения электрических величин – это технические устройства, используемые при измерениях и имеющие заданные метрологические параметры.
К средствам измерений относятся: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы и установки.
Мера предназначена для воспроизведения физической величины заданного значения.
К основным мерам электрических величин относятся меры: э.д.с., электрического сопротивления, индуктивности, электрической емкости и др. Меры высшего класса называются образцовыми. Они служат для проверки и градуировки рабочих мер и измерительных приборов.
Измерительные преобразователи предназначены для выработки электрического сигнала в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию. К измерительным преобразователям относятся шунты, выпрямители, трансформаторы, усилители и т.д. Измерительные преобразователи могут быть встроены внутрь прибора или присоединяться снаружи к его зажимам.
Измерительные приборы предназначены для выработки сигналов в форме, доступной для непосредственного наблюдения. К ним относятся, например, амперметр, вольтметр, ваттметр и др.
Электроизмерительная установка представляет собой совокупность мер, измерительных преобразователей и приборов, расположенных в одном месте и предназначенных для выработки сигналов в форме, удобной для непосредственного наблюдения.
Самостоятельная работа №8
Тема 4.2 Измерения в цепях постоянного и переменного тока
Для измерения в цепях постоянного тока могут применяться магнитоэлектрические, электродинамические, электромагнитные, электростатические, термоэлектрические приборы. Наибольшую точность дают приборы магнитоэлектрической системы. Каждый из этих приборов можно использовать в качестве амперметра или вольтметра.
Амперметр включают последовательно в электрическую цепь. Его внутреннее сопротивление RA должно быть небольшим, тем меньше, чем больше значение измеряемого тока, чтобы уменьшить потери мощности
, потребляемой амперметром.Вольтметр включают параллельно участку, на котором нужно измерить напряжение. Он должен обладать, наоборот, большим сопротивлением, чтобы оно не снижало значения измеряемого напряжения. Сопротивление вольтметра RV должно быть тем больше, чем выше значение измеряемого напряжения, а потери мощности
в вольтметре были невелики.Мощность в цепях постоянного тока можно измерить косвенным методом, одновременно измеряя ток и напряжение, и умножая их значения, получить Р = UI.
Повышение точности измерений достигается применением электродинамических ваттметров.
Измерение энергии в цепях постоянного тока производится счетчиками электродинамической системы. Схема включения счетчика в измерительную цепь аналогична схеме включения ваттметра.
Измерение сопротивлений проводят методами непосредственной оценки (прямым и косвенным) и методами сравнения.
Наиболее простым косвенным методом является метод амперметра-вольтметра. Сопротивление вычисляют на основании показаний этих приборов по формуле
.Прямое измерение сопротивления можно произвести с помощью омметра. Омметр представляет собой сочетание магнитоэлектрического измерителя, добавочного резистора и источника питания. Измеряемое сопротивление подключается к зажимам прибора и по отклонению стрелки прибора оценивают величину сопротивления.
Измерение малых сопротивлений методом сравнения проводят измерительными мостами, больших – с помощью мегаомметров.
Для измерения силы тока используют электромагнитные электродинамические амперметры. При больших значениях тока амперметры включают через измерительные трансформаторы тока.
Измерение напряжения производят электромагнитными, электродинамическими, электростатическими и выпрямительными вольтметрами.
Измерение активной мощности в однофазной цепи переменного тока осуществляют электродинамическим ваттметром.
Активную энергию
измеряют с помощью индукционных счетчиков.В трехфазных цепях активную мощность измеряют также с помощью электродинамических и ферродинамических ваттметров.
В четырехпроводных цепях используют метод трех ваттметров, каждый из которых измеряет мощность соответствующей фазы. Активная мощность всей цепи Р = РА + РB + PC.
В трехпроводных цепях в зависимости от вида нагрузки (симметричная или несимметричная) используют метод одного или двух ваттметров. Для симметричной нагрузки активная мощность цепи Р = 3РФ = 3UФIФсosφФ.
Для несимметричной нагрузки Р = UABIAcosα + UCBICcosβ = PW1 + PW2.
Активная энергия измеряется в трехфазных цепях с помощью двух- и трехэлементных индукционных счетчиков.
Самостоятельная работа №9
Тема 5.1 Общая теория электрических машин
Действие электрических машин основано на использовании явления электромагнитной индукции.
Электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую, называется генератором.
Электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую, называется электродвигателем.
Электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в электрическую энергию другого рода тока, другого напряжения, другой частоты называется электромеханическим преобразователем.
Любая электрическая машина может быть использована как в качестве генератора, так и в качестве двигателя. Свойство электрических машин изменять направление преобразуемой энергии называют обратимостью.
Если в магнитном поле полюсов постоянных магнитов или электромагнитов (рис. 1) N и S поместить проводник и под действием какой-либо силы F1перемещать его, то в нем возникнет э. д.
,где В—магнитная индукция в месте нахождения проводника;
l— активная длина проводника (его часть, находящаяся в магнитном поле);
v — скорость перемещения проводника в магнитном поле;
α — угол между векторами максимума магнитной индукции и скоростью перемещения проводника (в рассматриваемом случае α = р/2, т. е. sin α = 1).
Рисунок 1 – Принцип действия электрической машины
Направление э. д. с., индуктируемой в проводнике, определяется согласно правилу правой руки. Если проводник замкнуть на какое-либо сопротивление приемника энергии, то в образовавшейся цепи под действием э. д. с. протекает ток I, направление которого совпадает с направлением э. д. с. проводника.
В результате взаимодействия тока проводника с магнитным полем полюсов создается электромагнитная сила:
,направление которой определяется по правилу левой руки.
Эта сила направлена встречно силе F1и при Fэм=F1 проводник перемещается с постоянной скоростью. Таким образом, механическая энергия, затрачиваемая на перемещение проводника, преобразуется в электрическую, отдаваемую сопротивлению внешнего приемника электрической, энергии, т.е. машина будет работать в режиме генератора.
Если от постороннего источника электрической энергии через проводник пропустить ток, то в результате взаимодействия тока в проводнике и магнитного поля полюсов создается электромагнитная сила Fэмпод действием которой проводник начнет перемещаться в магнитном поле, преодолевая силу торможения какого-либо механического приемника энергии, т. е. машина будет работать как двигатель.
Таким образом, в силу общности законов электромагнитной индукции и электромагнитных сил любая электрическая машина может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.
Электрические машины подразделяют на машины постоянного и переменного тока. В машинах переменного тока возникает вращающееся магнитное поле, частота вращения которого зависит от частоты тока сети.
Любая электрическая машина состоит из двух основных частей:
-
неподвижной — статора, -
вращающейся — ротора.
Машины переменного тока можно подразделять на:
-
однофазные -
многофазные (обычно трехфазные),
в зависимости от принципа действия на:
-
синхронные -
асинхронные.
В синхронных машинах процесс преобразования энергии происходит при синхронной скорости, т. е. при частоте вращения ротора, равной частоте вращения магнитного поля.
Синхронные машины широко применяют в качестве генераторов, и вся вырабатываемая электрическая энергия производится генераторами этого типа.