В каких единицах измеряется напряжение электрической сети

Измерение реактивной мощности осуществляется с помощью специального прибора варметра, также можно определить косвенным методом с помощью ряда приборов вольтметра, амперметра, фазометра.

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электрооборудование изменениями энергии электромагнитного поля в цепях переменного тока:

Q = UIsin φ

Единица измерения реактивной мощности — вольт-ампер реактивный (вар).. Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери и падение напряжения. В электра установках специального назначения (индукционные печи) реактивная мощность значительно больше активной. Это приводит к увеличению реактивной составляющей тока и вызывает перегрузку источников электроснабжения. Для устранения перегрузок и повышения мощности коэффициента электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.

НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

Чтобы правильно определить необходимое значение мощности установки компенсации реактивной мощности надо произвести измерения в электросети.

Применение современных электрических измерительных приборов на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии в сети.

Анализатор качества энергии и параметров сети потребителей является универсальной измерительной системой, предназначенной для измерения, хранения в памяти и контроля электрических параметров в электросетях с низким и средним напряжением. Измерение осуществляется в однофазных и трёхфазных сетях. Одним из главных достоинств анализатора качества энергии и параметров сети потребителей являются высокая точность измерений, компактные размеры и возможность измерения гармоник тока и напряжения в сети. Один анализатор качества энергии и параметров сети потребителей совмещает в себе 13 различных измерительных приборов: амперметр, вольтметр, ваттметр, измерители реактивной и полной мощности, коэффициента мощности cos φ, частотомер, анализатор гармоник тока и напряжения, счётчики активной, реактивной и полной потребляемой электроэнергии. Трёхфазная электронная измерительная система прибора измеряет и оцифровывает действующие значения напряжения и тока в трёхфазной сети с частотой 50/60 Гц. Прибор производит 2 измерения в течение секунды. Из полученных значений микропроцессором высчитываются электрические параметры. Максимальные, минимальные значения параметров и программные данные сохраняются в памяти. Выбранные измеряемые значения, а также данные о перебоях в сети записываются в буферную память с указанием даты и времени. После чего данную информацию можно просмотреть и проанализировать на мониторе компьютера или распечатать на принтере.

НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

Возврат к списку

Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр. Измерение напряжения.

Физика, 8 кл

Тема:Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр. Измерение напряжения.

Цель урока: дать понятие напряжение как физической величины характеризующей электрическое поле, создающее электрический ток, вести единицу напряжения.

Оборудование: амперметры двух видов, вольтметры двух видов, портрет Алессандро Вольта.

Ход урока

I. Актуализация знаний.

Проверка домашнего задания. Слайд 2.

1. Что такое сила тока? Какой буквой она обозначается?

2. По какой формуле находится сила тока?

3. Как называется прибор для измерения силы тока? Как он обозначается в схемах?

4. Как называется единица силы тока? Как она обозначается?

5. Какими правилами следует руководствоваться при включении амперметра в цепь?

6. По какой формуле находится электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, если известны сила тока и время его прохождения?

7. Индивидуальные задания:

1) Через поперечное сечение проводника в 1 с проходит 6*10-19 электронов. Какова сила тока в проводнике? Заряд электрона 1,6*10-19Кл.
2) Определите силу тока в электрической лампе, если через нее за 10 мин проходит электрический заряд, равный 300 Кл. 
3) Какой электрический заряд протекает за 5 мин через амперметр при силе тока в цепи 0,5 А.

1. Проверочная работа (по карточкам):

Вариант I

1.Сколько миллиампер в 0,25 А?

а) 250 мА; 
б)25мА; 
в) 2,5мА;
г) 0,25мА;
д)0,025мА;

2.Выразите 0,25мА в микроамперах.

а) 250 мкА; 
б)25мкА; 
в) 2,5мкА;
г) 0,25мкА;
д)0,025мкА;

На рис. 1 изображена схема электрической цепи.

3. Где на этой схеме у амперметра знак “+”?

Рис.1

а) у точки М
б) у точки N

4. Какое направление имеет ток в амперметре?

а) от точки М к N
б) от точки N к М

Вариант II

1.Выразите 0,025 А в амперметрах.

а) 250 мА; 
б)25мА; 
в) 2,5мА;
г) 0,25мА;
д)0,025мА;

2.Сколько микроампер в 0,025мА?

а) 250 мкА; 
б)25мкА; 
в) 2,5мкА;
г) 0,25мкА;
д)0,025мкА;

На рис. 2 изображена схема электрической цепи.

3. Где на этой схеме у амперметра знак “+”?

Рис.2

а) у точки М
б) у точки N

4. Какое направление имеет ток в амперметре?

а) от точки М к N
б) от точки N к М

9) Проверка теста. Слайд 3

II. Изучение нового материала.

1. Диск Виртуальная школа Кирилла и Мефодия. Уроки физики Кирилла и Мефодия, 8 класс.

1) Что такое электрический ток?

Ответ учащихся: Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.

2) Каковы условия существования электрического тока?

Ответ учащихся: 1 условие – свободные заряды,

2 условие – должен быть в цепи источник тока.

3) Объяснение учителя:

Направленное движение заряженных частиц создаётся электрическим полем, которое при этом совершает работу. Работа, которую совершает электрический ток при перемещении заряда в 1 Кл по участку цепи, называется электрическим напряжением (или просто напряжением).

U = A/q,

где U – напряжение (В)

А – работа (Дж)

q – заряд (Кл)

Напряжение измеряется в вольтах (В): 1В = 1Дж/Кл.

4) Сообщение ученика: Историческая справка об Алессандро Вольта.

ВОЛЬТА Алессандро (1745-1827), итальянский естествоиспытатель, физик, химик и физиолог. Его важнейшим вкладом в науку явилось изобретение принципиально нового источника постоянного тока, сыгравшее определяющую роль в дальнейших исследованиях электрических и магнитных явлений. В честь него названа единица разности потенциалов электрического поля – вольт.

Вольта был членом-корреспондентом Парижской академии наук, членом-корреспондентом академии наук и литературы в Падуе и членом Лондонского Королевского общества.

В 1800 г. Наполеон открыл университет в Павии, где Вольта был назначен профессором экспериментальной физики. По предложению Бонапарта ему была присуждена золотая медаль и премия первого консула. В 1802 г. Вольта избирается в академию Болоньи, через год – членом-корреспондентом Института Франции и удостаивается приглашения в Петербургскую академию наук (избран в 1819). Папа назначает ему пенсию, во Франции его награждают орденом Почетного Легиона. В 1809 Вольта становится сенатором Итальянского королевства, а в следующем году ему присваивается титул графа. В 1812 г. Наполеон из ставки в Москве назначает его президентом коллегии выборщиков.

С 1814 г, Вольта – декан философского факультета в Павии. Австрийские власти даже предоставляют ему право исполнять обязанности декана без посещения службы и подтверждают законность выплаты ему пенсий почётного профессора и экс-сенатора.

5) Дольные и кратные единицы:

1 мВ = 0,001 В; 
1 мкВ = 0, 000 001 В;
1 кВ = 1 000 В.

6) Работа с учебником.

Работа с таблицей №7 в учебнике на стр.93.

7) Рабочее напряжение в осветительной сети жилых домов, социальных объектов – 127 и 220 В.

Опасность тока высокого напряжения.

Правила безопасности при работе с электричеством и электроприборами. Слайд 4.

8) Прибор для измерения напряжения называется вольтметром.

На схемах изображается знаком:

Правила включения вольтметра в цепь найдите в учебнике.

Слайд 5:

1. Зажимы вольтметра присоединяются к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение (параллельно соответствующему участку цепи).

2. Клемму вольтметра со знаком “+” следует соединять с той точкой цепи, которая соединена с положительным полюсом источника тока, а клемму со знаком “ – ” с точкой, которая соединена с отрицательным полюсом источника тока.

Демонстрация двух типов вольтметров.

Отличие вольтметра от амперметра по внешнему виду.

Определение цены деления демонстрационного вольтметра, лабораторного вольтметра.

9) Работа с учебником: (задание по вариантам)

Найдите в учебнике (§ 41) ответы на вопросы:

А) Как с помощью вольтметра измерить напряжение на полюсах источника тока?

Б) Какой должна быть сила тока, проходящего через вольтметр, по сравнению с силой тока в цепи?

III. Закрепление изученного материала.

Слайд 6.

1. Выразите в вольтах напряжение, равное:

А) U =2 000 мВ =
Б) U = 100 мВ =
В) U = 55 мВ =
Г) U = 3 кВ =
Д) U = 0,5 кВ =
Е) U = 1,3 кВ =

2. Выразите в мВ напряжение, равное:

А) U = 0,5 В =
Б) U = 1,3 В =
В) U = 0,1 В =
Г) U = 1 В =
Д) U = 1 кВ =
Е) U = 0,9 кВ =

3. Решим задачки: Слайд 7. (работа у доски)

А) На участке цепи при прохождении электрическогозаряда25 Кл совершена работа 500 Дж.Чему равно напряжении на этом участке?

Б) Напряжение на концах проводника 220 В. Какая работа будет совершена при прохождении по проводнику электрического заряда, равного 10 Кл?

4. Вопросы на закрепление:

1) Что показывает напряжение в электрической цепи?
2) В каких единицах измеряется напряжение?
3) Кто такой Алессандро Вольта?
4) Как называют прибор для измерения напряжения?
5) Назовите правила включения вольтметра для измерения напряжения на участке цепи?

IV. Домашнее задание.

§ 39 – 41. Упр.16. Подготовиться к лабораторной работе №4 (с.172).

V. Итог урока.

Если Вы являетесь автором этой работы и хотите отредактировать, либо удалить ее с сайта - свяжитесь, пожалуйста, с нами.

Понятие тока и напряжения. Электрические величины и единицы их измерения. Измерение постоянного напряжения

Нагрузка в электрической цепи характеризуется силой тока, измерение тока в амперах. Силу тока иногда приходится измерять для проверки допустимой величины нагрузки на кабель. Для прокладки электрической линии применяются кабели разного сечения. Если кабель работает с нагрузкой выше допустимой величины, то он нагревается, а изоляция постепенно разрушается. В результате это приводит к и замене кабеля.

• После прокладки нового кабеля необходимо измерить проходящий через него ток при всех работающих электрических устройствах.
• Если к старой электропроводке подключена дополнительная нагрузка, то также следует проверить величину тока, которая не должна превышать допустимые пределы.
• При нагрузке, равной верхнему допустимому пределу, проверяется соответствие тока, протекающего через . Его величина не должна превышать номинальное значение рабочего тока автоматов. В противном случае автоматический выключатель обесточит сеть из-за перегрузки.
• Измерение тока также необходимо для определения режимов эксплуатации электрических устройств. Измерение токовой нагрузки электродвигателей выполняется не только для проверки их работоспособности, но и для выявления превышения нагрузки выше допустимой, которая может возникнуть из-за большого механического усилия при работе устройства.
• Если измерить ток в цепи работающего , то он покажет исправность .
• Работоспособность в квартире также проверяется измерением тока.

Мощность тока

Кроме силы тока, существует понятие мощности тока. Этот параметр определяет работу тока, выполненную в единицу времени. Мощность тока равна отношению выполненной работы к промежутку времени, за которое эта работа была выполнена. Обозначают буквой «Р» и измеряют в ваттах.

Мощность рассчитывается путем перемножения напряжения сети на силу тока, потребляемого подключенными электрическими устройствами: Р = U х I. Обычно на электроприборах указывают потребляемую мощность, с помощью которой можно определить ток. Если ваш телевизор имеет мощность 140 Вт, то для определения тока делим эту величину на 220 В, в результате получаем 0,64 ампера. Это значение максимального тока, на практике ток может быть меньше при снижении яркости экрана или других изменениях настроек.

Измерение тока приборами

Для определения потребления электрической энергии с учетом эксплуатации потребителей в разных режимах, необходимы электрические измерительные приборы, способные выполнить измерение параметров тока.

• . Для измерения величины тока в цепи используют специальные приборы, называемые амперметрами. Они включаются в измеряемую цепь по последовательной схеме. Внутреннее сопротивление амперметра очень мало, поэтому он не влияет на параметры работы цепи.Шкала амперметра может быть размечена в амперах или других долях ампера: микроамперах, миллиамперах и т.д. Существует несколько видов амперметров: электронные, механические и т.д.

• является электронным измерительным прибором, способным измерить различные параметры электрической цепи (сопротивление, напряжение, обрыв проводника, пригодность батарейки и т.д.), в том числе и силу тока. Существуют два вида мультиметров: цифровой и аналоговый. В мультиметре имеются различные настройки измерений.

Порядок измерения силы тока мультиметром:

• Выяснить, какой интервал измерения вашего мультиметра. Каждый прибор рассчитан на измерение тока в некотором интервале, который должен соответствовать измеряемой электрической цепи. Наибольший допустимый ток измерения должен быть указан в инструкции.
• Выбрать соответствующий режим измерений. Многие мультиметры способны работать в разных режимах, и измерять разные величины. Для замеров силы тока нужно переключиться на соответствующий режим, учитывая вид тока (постоянный или переменный).
• Установить на приборе необходимый интервал измерений. Лучше установить верхний предел силы тока несколько выше предполагаемой величины. Снизить этот предел можно в любое время. Зато будет гарантия, что вы не выведете прибор из строя.
• Вставить измерительные штекеры проводов в гнезда. В комплекте прибора имеются два провода со щупами и разъемами. Гнезда должны быть отмечены на приборе или изображены в паспорте.

• Для начала измерения необходимо подключить мультиметр в цепь. При этом следует соблюдать правила безопасности и не касаться токоведущих частей незащищенными частями тела. Нельзя проводить измерения во влажной среде, так как влага проводит электрический ток. На руки следует надеть резиновые перчатки. Чтобы разорвать цепь для проведения измерений, следует разрезать проводник и зачистить изоляцию на обоих концах. Затем подсоединить щупы мультиметра к зачищенным концам провода и убедиться в хорошем контакте.
• Включить питание цепи и зафиксировать показания прибора. В случае необходимости откорректировать верхний предел измерений.
• Отключить питание цепи и отсоединить мультиметр.
• . Если необходимо произвести измерение тока без разрыва электрической цепи, то измерительные клещи будут отличным вариантом для выполнения этой задачи. Этот прибор выпускают нескольких видов, и разной конструкции. Некоторые модели могут измерять и другие параметры цепи. Пользоваться измерительными токовыми клещами очень удобно.

Способы измерения тока

Для измерения силы тока в электрической цепи, необходимо один вывод амперметра или другого прибора, способного измерять силу тока, подключить к положительной клемме источника тока или , а другой вывод к проводу потребителя. После этого можно измерять силу тока.

При измерениях необходимо соблюдать аккуратность, так как при размыкании действующей электрической цепи может возникнуть электрическая дуга.

Для измерения силы тока электрических устройств, подключаемых непосредственно к розетке или кабелю бытовой сети, измерительный прибор настраивается на режим переменного тока с завышенной верхней границей. Затем измерительный прибор подключают в разрыв провода фазы.

Все работы по подключению и отключению допускается производить только в обесточенной цепи. После всех подключений можно подавать питание и измерять силу тока. При этом нельзя касаться оголенных токоведущих частей, во избежание поражения электрическим током. Такие методы измерения неудобны и создают определенную опасность.

Значительно удобнее проводить измерения токоизмерительными клещами, которые могут выполнять все функции мультиметра, в зависимости от исполнения прибора. Работать такими клещами очень просто. Необходимо настроить режим измерения постоянного или переменного тока, развести усы и охватить ими фазный провод. Затем нужно проконтролировать плотность прилегания усов между собой и измерить ток. Для правильных показаний необходимо охватывать усами только фазный провод. Если охватить сразу два провода, то измерения не получится.

Токоизмерительные клещи служат только для замеров параметров переменного тока. Если их использовать для измерения постоянного тока, то усы сожмутся с большой силой, и раздвинуть их можно будет только, отключив питание.

Под электрическим напряжением понимают работу, совершаемую электрическим полем для перемещения заряда напряженностью в 1 Кл (кулон) из одной точки проводника в другую.

Как возникает напряжение?

Все вещества состоят из атомов, представляющих собой положительно заряженное ядро, вокруг которого с большой скоростью кружатся более мелкие отрицательные электроны. В общем случае атомы нейтральны, так как количество электронов совпадает с числом протонов в ядре.

Однако если некоторое количество электронов отнять из атомов, то они будут стремиться притянуть такое же их количество, формируя вокруг себя плюсовое поле. Если же добавить электронов, то возникнет их избыток, и отрицательное поле. Формируются потенциалы – положительный и отрицательный.

При их взаимодействии возникнет взаимное притяжение.

Чем больше будет величина различия – разность потенциалов – тем сильнее электроны из материала с их избыточным содержанием будут перетягиваться к материалу с их недостатком. Тем сильнее будет электрическое поле и его напряжение.

Если соединить потенциалы с различными зарядами проводников, то возникнет электрический – направленное движение носителей заряда, стремящееся устранить разницу потенциалов. Для перемещения по проводнику зарядов силы электрического поля совершают работу, которая и характеризуется понятием электрического напряжения.

В чем измеряется

Температуры;

Виды напряжения

Постоянное напряжение

Напряжение в электрической сети постоянно, когда с одной ее стороны всегда положительный потенциал, а с другой – отрицательный. Электрический в этом случае имеет одно направление и является постоянным.

Напряжение в цепи постоянного тока определяется как разность потенциалов на его концах.

При подключении нагрузки в цепь постоянного тока важно не перепутать контакты, иначе устройство может выйти из строя. Классическим примером источника постоянного напряжения являются батарейки. Применяют сети , когда не требуется передавать энергию на большие расстояния: во всех видах транспорта – от мотоциклов до космических аппаратов, в военной технике, электроэнергетике и телекоммуникациях, при аварийном электрообеспечении, в промышленности (электролиз, выплавка в дуговых электропечах и т.д.).

Переменное напряжение

Если периодически менять полярность потенциалов, либо перемещать их в пространстве, то и электрический устремится в обратном направлении. Количество таких изменений направления за определенное время показывает характеристика, называемая частотой. Например, стандартные 50 означают, что полярность напряжения в сети меняется за секунду 50 раз.

Напряжение в электрических сетях переменного тока является временной функцией.

Чаще всего используется закон синусоидальных колебаний.

Так получается за счет того, что возникает в катушке асинхронных двигателей за счет вращения вокруг нее электромагнита. Если развернуть вращение по времени, то получается синусоида.

Состоит из четырех проводов – трех фазных и одного нулевого. напряжение между проводами нулевым и фазным равно 220 В и называется фазным. Между фазными напряжение также существует, называется линейным и равно 380 В (разность потенциалов между двумя фазными проводами). В зависимости от вида подключения в трехфазной сети можно получить или фазное напряжение, или линейное.

Измерение мощности. В цепях постоянного тока мощность измеряют электро- или ферродинамическим ваттметром. Мощность может быть также подсчитана перемножением значений тока и напряжения, измеренных амперметром и вольтметром.

В цепях однофазного тока измерение мощности может быть осуществлено электродинамическим, ферродинамическим или индукционным ваттметром. Ваттметр 4 (рис. 336) имеет две катушки: токовую 2, которая включается в цепь последовательно, и напряжения 3, которая включается в цепь параллельно.

Ваттметр является прибором, требующим при включении соблюдения правильной полярности, поэтому его генераторные зажимы (зажимы, к которым присоединяют проводники, идущие со стороны источника 1) обозначают звездочками.

Рис. 336. Схема для измерения мощности

Для расширения пределов измерения ваттметров их токовые катушки включают в цепь при помощи шунтов или измерительных трансформаторов тока, а катушки напряжения - через добавочные резисторы или измерительные трансформаторы напряжения.

Измерение электрической энергии. Способ измерения . Для учета электрической энергии, получаемой потребителями или отдаваемой источниками тока, применяют счетчики электрической энергии. Счетчик электрической энергии по принципу своего действия аналогичен ваттметру. Однако в отличие от ваттметров вместо спиральной пружины, создающей противодействующий момент, в счетчиках предусматривают устройство, подобное электромагнитному демпферу, создающее тормозящее усилие, пропорциональное частоте вращения подвижной системы. Поэтому при включении прибора в электрическую цепь возникающий вращающий момент будет вызывать не отклонение подвижной системы на некоторый угол, а вращение ее с определенной частотой.

Число оборотов подвижной части прибора будет пропорционально произведению мощности электрического тока на время, в течение которого он действует, т. е. количеству электрической энергии, проходящей через прибор. Число оборотов счетчика фиксируется счетным механизмом. Передаточное число этого механизма выбирают так, чтобы по показаниям счетчика можно было отсчитывать не обороты, а непосредственно электрическую энергию в киловатт-часах.

Наибольшее распространение получили ферродинамические и индукционные счетчики; первые применяют в цепях постоянного тока, вторые - в цепях переменного тока. Счетчики электрической энергии включают в электрические цепи постоянного и переменного тока так же, как и ваттметры.

Ферродинамический счетчик (рис. 337) устанавливают на э. п. с. постоянного тока. Он имеет две катушки: неподвижную 4 и подвижную 6. Неподвижная токовая катушка 4 разделена на две части, которые охватывают ферромагнитный сердечник 5 (обычно из пермаллоя). Последний позволяет создать в приборе сильное магнитное поле и значительный вращающий момент, обеспечивающий нормальную работу счетчика в условиях тряски и вибраций. Применение пермаллоя способствует уменьшению погрешности счетного механизма 2 от гистерезиса магнитной системы (он имеет весьма узкую петлю гистерезиса).

Чтобы уменьшить влияние внешних магнитных полей на показания счетчика, магнитные потоки отдельных частей токовой катушки имеют взаимно противоположное направление (астатическая система). При этом внешнее поле, ослабляя поток одной части, соответственно усиливает поток другой части и оказывает в целом небольшое влияние на результирующий вращающий момент, создаваемый прибором. Подвижная катушка 6 счетчика (катушка напряжения) расположена на якоре, выполненном в виде диска из изоляционного материала или в виде алюминиевой чаши. Катушка состоит из отдельных секций, соединенных с пластинами коллектора 7 (эти соединения на рис. 337 не показаны), по которому скользят щетки из тонких серебряных пластин.

Ферродинамический счетчик работает принципиально как двигатель постоянного тока, обмотка якоря которого подключена параллельно, а обмотка возбуждения - последовательно с потребителем электроэнергии. Якорь вращается в воздушном зазоре между полюсами сердечника. Тормозной момент создается в результате взаимодействия потока постоянного магнита 1 с вихревыми токами, возникающими в алюминиевом диске 3 при его вращении.

Для компенсации влияния момента трения и уменьшения благодаря этому погрешности прибора в ферродинамических счетчиках устанавливают компенсационную катушку или в магнитном поле неподвижной (токовой) катушки помещают лепесток из пермаллоя, который имеет высокую магнитную проницаемость при малой напряженности поля. При небольших нагрузках этот лепесток усиливает магнитный поток токовой катушки, что приводит к увеличению вращающего момента и компенсации трения. При увеличении нагрузки индукция магнитного поля катушки увеличивается, лепесток насыщается и его компенсирующее действие перестает возрастать.

При работе счетчика на э. п. с. возможны сильные толчки и удары, при которых щетки могут отскакивать от коллекторных пластин. При этом под щетками будет возникать искрение. Для его предотвращения между щетками включают конденсатор С и резистор R1. Компенсация температурной погрешности осуществляется с помощью термистора Rт (полупроводникового прибора, сопротивление которого зависит от температуры). Он включается совместно с добавочным резистором R2 параллельно подвижной катушке. Чтобы уменьшить влияние тряски и вибраций на работу счетчиков, их устанавливают на э. п. с. на резинометаллических амортизаторах.

Индукционный счетчик имеет два электромагнита (рис. 338,а), между которыми расположен алюминиевый диск 7. Вращающий момент в приборе создается в результате взаимодействия переменных магнитных потоков Ф1 и Ф2, созданных катушками электромагнитов, с вихревыми токами I в1 и I в2 , индуцируемыми ими в алюминиевом диске (так же, как и в обычном индукционном измерительном механизме, см. § 99).

В индукционном счетчике вращающий момент М должен быть пропорционален мощности P=UIcos?. Для этого катушку 6 одного из электромагнитов (токовую) включают последовательно с нагрузкой 5, а катушку 2 другого (катушку напряжения) - параллельно нагрузке. В этом случае магнитный поток Ф1 будет пропорционален току I в цепи нагрузки, а поток Ф2 - напряжению U, приложенному к нагрузке. Для обеспечения требуемого угла сдвига фаз? между потоками Ф1 и Ф2 (чтобы sin? = cos?) в электромагните катушки напряжения предусмотрен магнитный шунт 3, через который часть потока Ф2 замыкается

Рис. 337. Ферродинамический счетчик электрической энергии

Рис. 338. Индукционный счетчик электрической энергии

помимо диска 7. Угол сдвига фаз между потоками Ф1 и Ф2 точно регулируется изменением положения металлического экрана 1, расположенного на пути потока, ответвляющегося через магнитный шунт 3.

Тормозной момент создается так же, как в ферродинамическом счетчике. Компенсация момента трения осуществляется путем создания небольшой несимметрии в магнитной цепи одного из электромагнитов с помощью стального винта.

Для предотвращения вращения якоря при отсутствии нагрузки под действием усилия, созданного устройством, компенсирующим трение, на оси счетчика укрепляется стальной тормозной крючок. Этот крючок притягивается к тормозному магниту 4, благодаря чему предотвращается возможность вращения подвижной системы без нагрузки.

При работе же счетчика под нагрузкой тормозной крючок практически не влияет на его показания.

Чтобы диск счетчика вращался в требуемом направлении, необходимо соблюдать определенный порядок подключения проводов к его зажимам. Нагрузочные зажимы прибора, к которым подключают провода, идущие от потребителя, обозначают буквами Я (рис. 338,б), генераторные зажимы, к которым подключают провода от источника тока или от сети переменного тока,- буквами Г.

Измерение тока. Для измерения тока в цепи амперметр 2 (рис. 332, а) или миллиамперметр включают в электрическую цепь последовательно с приемником 3 электрической энергии.

Для того чтобы включение амперметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, амперметры выполняют с малым внутренним сопротивлением. Поэтому практически сопротивление его можно считать равным нулю и пренебрегать вызываемым им падением напряжения. Амперметр можно включать в цепь только последовательно с нагрузкой. Если амперметр подключить непосредственно к источнику 1, то через катушку прибора пойдет очень большой ток (сопротивление амперметра мало) и она сгорит.

Для расширения пределов измерения амперметров, предназначенных для работы в цепях постоянного тока, их включают в цепь параллельно шунту 4 (рис. 332,б). При этом через прибор проходит только часть I А измеряемого тока I, обратно пропорциональная его сопротивлению R А. Бо льшая часть I ш этого тока проходит через шунт. Прибор измеряет падение напряжения на шунте, зависящее от проходящего через шунт тока, т. е. используется в качестве милливольтметра. Шкала прибора градуируется в амперах. Зная сопротивления прибора R A и шунта R ш можно по току I А, фиксируемому прибором, определить измеряемый ток:

I = I А (R А +R ш)/R ш = I А n (105)

где n = I/I А = (R A + R ш)/R ш - коэффициент шунтирования. Его обычно выбирают равным или кратным 10. Сопротивление шунта, необходимое для измерения тока I, в n раз большего, чем ток прибора I А,

R ш = R A /(n-1) (106)

Конструктивно шунты либо монтируют в корпус прибора (шунты на токи до 50 А), либо устанавливают вне его и соединяют с прибором проводами. Если прибор предназначен для постоянной работы с шунтом, то шкала его градуируется сразу в значениях измеряемого тока с учетом коэффициента шунтирования и никаких расчетов для определения тока выполнять не требуется. В случае применения наружных (отдельных от приборов) шунтов на них указывают номинальный ток, на который они рассчитаны, и номинальное напряжение на зажимах (калиброванные шунты). Согласно стандартам это напряжение может быть равно 45, 75, 100 и 150 мВ. Шунты подбирают к приборам так, чтобы при номинальном напряжении на зажимах шунта стрелка прибора отклонялась на всю шкалу. Следовательно, номинальные напряжения прибора и шунта должны быть одинаковыми. Имеются также индивидуальные шунты, предназначенные для работы с определенным прибором. Шунты делят на пять классов точности (0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5). Обозначение класса соответствует допустимой погрешности в процентах.

Для того чтобы повышение температуры шунта при прохождении по нему тока не оказывало влияния на показания прибора, шунты изготовляют из материалов с большим удельным сопротивлением и малым температурным коэффициентом (константан, манганин, никелин и пр.). Для уменьшения влияния температуры на показания амперметра последовательно с катушкой прибора в некоторых случаях включают добавочный резистор из констан-тана или другого подобного материала.

Рис. 332. Схемы для измерения тока (а, б) и напряжения (в, г)

Измерение напряжения. Для измерения напряжения U, действующего между какими-либо двумя точками электрической цепи, вольтметр 2 (рис. 332, в) присоединяют к этим точкам, т. е. параллельно источнику 1 электрической энергии или приемнику 3.

Для того чтобы включение вольтметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, вольтметры выполняют с большим сопротивлением. Поэтому практически можно пренебрегать проходящим по вольтметру током.

Для расширения пределов измерения вольтметров последовательно с обмоткой прибора включают добавочный резистор 4 (R д) (рис. 332,г). При этом на прибор приходится лишь часть U v измеряемого напряжения U, пропорциональная сопротивлению прибора R v .

Зная сопротивление добавочного резистора и вольтметра, можно по значению напряжения U v , фиксируемого вольтметром, определить напряжение, действующее в цепи:

U = (R v +R д )/R v * U v = nU v (107)

Величина n = U/U v =(R v +R д)/R v показывает, во сколько раз измеряемое напряжение U больше напряжения U v , приходящегося на прибор, т. е. во сколько раз увеличивается предел измерения напряжения вольтметром при применении добавочного резистора.

Сопротивление добавочного резистора, необходимое для измерения напряжения U, в п раз большего напряжения прибора Uv, определяется по формуле R д =(n- 1) R v .

Добавочный резистор может встраиваться в прибор и одновременно использоваться для уменьшения влияния температуры окружающей среды на показания прибора. Для этой цели резистор выполняется из материала, имеющего малый температурный коэффициент, и его сопротивление значительно превышает сопротивление катушки, вследствие чего общее сопротивление прибора становится почти независимым от изменения температуры. По точности добавочные резисторы подразделяются на те же классы точности, что и шунты.

Делители напряжения. Для расширения пределов измерения вольтметров применяют также делители напряжения. Они позволяют уменьшить подлежащее измерению напряжение до значения, соответствующего номинальному напряжению данного вольтметра (предельного напряжения на его шкале). Отношение входного напряжения делителя U 1 к выходному U 2 (рис. 333, а) называетсякоэффициентом деления . При холостом ходе U 1 /U 2 = (R 1 +R 2)/R2 = 1 + R 1 /R 2 . В делителях напряжения это отношение может быть выбрано равным 10, 100, 500 и т. д. в зависимости от того, к каким

Рис. 333. Схемы включения делителей напряжения

выводам делителя подключен вольтметр (рис. 333,б). Делитель напряжения вносит малую погрешность в измерения только в том случае, если сопротивление вольтметра R v достаточно велико (ток, проходящий через делитель, мал), а сопротивление источника, к которому подключен делитель, мало.

Измерительные трансформаторы. Для включения электроизмерительных приборов в цепи переменного тока служат измерительные трансформаторы, обеспечивающие безопасность обслуживающего персонала при выполнении электрических измерений в цепях высокого напряжения. Включение электроизмерительных приборов в эти цепи без таких трансформаторов запрещается правилами техники безопасности. Кроме того, измерительные трансформаторы расширяют пределы измерения приборов, т. е. позволяют измерять большие токи и напряжения с помощью несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений.

Измерительные трансформаторы подразделяют на трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Трансформатор напряжения 1 (рис. 334, а) служит для подключения вольтметров и других приборов, которые должны реагировать на напряжение. Его выполняют, как обычный двухобмоточный понижающий трансформатор: первичную обмотку подключают к двум точкам, между которыми требуется измерить напряжение, а вторичную - к вольтметру 2.

На схемах измерительный трансформатор напряжения изображают как обычный трансформатор (на рис. 334, а показано в круге).

Так как сопротивление обмотки вольтметра, подключаемого к трансформатору напряжения, велико, трансформатор практически работает в режиме холостого хода, и можно с достаточной степенью точности считать, что напряжения U 1 и U 2 на первичной и вторичной обмотках будут прямо пропорциональны числу витков? 1 и? 2 обеих обмоток трансформатора, т. е.

U 1 /U 2 = ? 1 /? 2 = n (108)

Таким образом, подобрав соответствующее число витков? 1 и? 2 обмоток трансформатора, можно измерять высокие напряжения, подавая на электроизмерительный прибор небольшие напряжения.

Напряжение U 1 может быть определено умножением измеренного вторичного напряжения U 2 на коэффициент трансформации трансформатора n.

Вольтметры, предназначенные для постоянной работы с трансформаторами напряжения, градуируют на заводе с учетом коэффициента трансформации, и значения измеряемого напряжения могут быть непосредственно отсчитаны по шкале прибора.

Для предотвращения опасности поражения обслуживающего персонала электрическим током в случае повреждения изоляции трансформатора один выэод его вторичной обмотки и стальной кожух трансформатора должны быть заземлены.

Трансформатор тока 3 (рис. 334,б) служит для подключения амперметров и других приборов, которые должны реагировать на протекающий по цепи переменный ток. Его выполняют в виде

Рис. 334. Включение электроизмерительных приборов посредством измерительных трансформаторов напряжения (а) и тока (б)

обычного двухобмоточного повышающего трансформатора; первичную обмотку включают последовательно в цепь измеряемого тока, к вторичной обмотке подключают амперметр 4.

Схемное обозначение измерительных трансформаторов тока показано на рис. 334, б в круге.

Так как сопротивление обмотки амперметра, подключаемого к трансформатору тока, обычно мало, трансформатор практически работает в режиме короткого замыкания, и с достаточной степенью точности можно считать, что токи I 1 и I 2 , проходящие по его обмоткам, будут обратно пропорциональны числу витков? 1 и? 2 этих обмоток, т.е.

I 1 /I 2 = ? 1 /? 2 = n (109)

Следовательно, подобрав соответствующим образом число витков? 1 и? 2 обмоток трансформатора, можно измерять большие токи I 1 , пропуская через электроизмерительный прибор малые токи I 2 . Ток I 1 может быть при этом определен умножением измеренного вторичного тока I 2 на величину n.

Амперметры, предназначенные для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, градуируют на заводе с учетом коэффициента трансформации, и значения измеряемого тока I 1 могут быть непосредственно отсчитаны по шкале прибора.

Для предотвращения опасности поражения обслуживающего персонала электрическим током в случае повреждения изоляции трансформатора один из зажимов вторичной обмотки и кожух трансформатора заземляют.

На э. п. с. применяют так называемые проходные трансформаторы тока (рис. 335). В таком трансформаторе магнитопровод 3 и вторичная обмотка 2 смонтированы на проходном изоляторе 4, служащем для ввода высокого напряжения в кузов, а роль первичной обмотки трансформатора выполняет медный стержень 1, проходящий внутри изолятора.

Условия работы трансформаторов тока отличаются от обычных. Например, размыкание вторичной обмотки трансформатора тока при включенной первичной обмотке недопустимо, так как это вызовет значительное увеличение магнитного потока и, как следствие, температуры сердечника и обмотки трансформатора, т. е. выход его из строя. Кроме того, в разомкнутой вторичной обмотке трансформатора может индуцироваться большая э. д. с, опасная для персонала, производящего измерения.

При включении приборов посредством измерительных трансформаторов возникают погрешности двух видов: погрешность в коэффициенте трансформации и угловая погрешность (при изменениях напряжения или тока отношенияU 1 /U 2 и I 1 /I 2 несколько изменяются и угол сдвига фаз между первичным и вторичным напряжениями и токами отклоняется от 180°). Эти погрешности возрастают при нагрузке трансформатора свыше номинальной. Угловая погрешность оказывает влияние на результаты измере-

Рис. 335. Проходной измерительный трансформатор тока

ний приборами, показания которых зависят от угла сдвига фаз между напряжением и током (например, ваттметров, счетчиков электрической энергии и пр.). В зависимости от допускаемых погрешностей измерительные трансформаторы подразделяют по классам точности. Класс точности (0,2; 0,5; 1 и т. д.) соответствует наибольшей допускаемой погрешности в коэффициенте трансформации в процентах от его номинального значения.

Измерение методом амперметра и вольтметра. Сопротивление какой-либо электрической установки или участка электрической цепи можно определить с помощью амперметра и вольтметра, пользуясь законом Ома. При включении приборов по схеме рис. 339, а через амперметр проходит не только измеряемый ток I x , но и ток I v , протекающий через вольтметр. Поэтому сопротивление

R x = U / (I – U/R v ) (110)

где R v - сопротивление вольтметра.

При включении приборов по схеме рис. 339, б вольтметр будет измерять не только падение напряжения Ux на определенном сопротивлении, но и падение напряжения в обмотке амперметра U A = IR А. Поэтому

R x = U/I – R А (111)

где R А - сопротивление амперметра.

В тех случаях, когда сопротивления приборов неизвестны и, следовательно, не могут быть учтены, нужно при измерении малых сопротивлений пользоваться схемой рис. 339,а, а при измерении больших сопротивлений - схемой рис. 339, б. При этом погрешность измерений, определяемая в первой схеме током I v , а во второй - падением напряжения UА, будет невелика по сравнению с током I x и напряжением U x .

Измерение сопротивлений электрическими мостами. Мостовая схема (рис. 340,а) состоит из источника питания, чувствительного прибора (гальванометра Г) и четырех резисторов, включаемых в плечи моста: с неизвестным сопротивлением R x (R4) и известными сопротивлениями R1, R2, R3, которые могут при измерениях изменяться. Прибор включают в одну из диагоналей моста (измерительную), а источник питания - в другую (питающую).

Сопротивления R1 R2 и R3 можно подобрать такими, что при замыкании контакта В показания прибора будут равны нулю (в та-

Рис. 339. Схемы для измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра

Рис. 340. Мостовые схемы постоянного тока, применяемые для измерения сопротивлений

ком случае принято говорить, что мост уравновешен). При этом неизвестное сопротивление

R x = (R 1 /R 2)R 3 (112)

В некоторых мостах отношение плеч R1/R2 установлено постоянным, а равновесие моста достигается только подбором сопротивления R3. В других, наоборот, сопротивление R3 постоянно, а равновесие достигается подбором сопротивлений R1 и R2.

Измерение сопротивления мостом постоянного тока осуществляется следующим образом. К зажимам 1 и 2 присоединяют неизвестное сопротивление R x (например, обмотку электрической машины или аппарата), к зажимам 3 и 4 - гальванометр, а к зажимам 5 и 6 - источник питания (сухой гальванический элемент или аккумулятор). Затем, изменяя сопротивления R1, R2 и R3 (в качестве которых используют магазины сопротивлений, переключаемые соответствующими контактами), добиваются равновесия моста, которое определяется по нулевому показанию гальванометра (при замкнутом контакте В).

Существуют различные конструкции мостов постоянного тока, при использовании которых не требуется выполнять вычисления, так как неизвестное сопротивление R x отсчитывают по шкале прибора. Смонтированные в них магазины сопротивлений позволяют измерять сопротивления от 10 до 100 000 Ом.

При измерении малых сопротивлений обычными мостами сопротивления соединительных проводов и контактных соединений вносят большие погрешности в результаты измерения. Для их устранения применяют двойные мосты постоянного тока (рис. 340,б). В этих мостах провода, соединяющие резистор с измеряемым сопротивлением R x и некоторый образцовый резистор с сопротивлением R0 с другими резисторами моста, и их контактные соединения оказываются включенными последовательно с резисторами соответствующих плеч, сопротивление которых устанавливается не менее 10 Ом. Поэтому они практически не влияют на результаты измерений. Провода же, соединяющие резисторы с сопротивлениями R x и R0, входят в цепь питания и не влияют на условия равновесия моста. Поэтому точность измерения малых сопротивлений довольно высокая. Мост выполняют так, чтобы при регулировках его соблюдались следующие условия: R1 = R2 и R3 = R4. В этом случае

R x = R 0 R 1 /R 4 (113)

Двойные мосты позволяют измерить сопротивления от 10 до 0,000001 Ом.

Если мост не уравновешен, то стрелка в гальванометре будет отклоняться от нулевого положения, так как ток измерительной диагонали при неизменных значениях сопротивлений R1, R2, R3 и э. д. с. источника тока будет зависеть только от изменения сопротивления R x . Это позволяет проградуировать шкалу гальванометра в единицах сопротивления R x или каких-либо других единицах (температура, давление и пр.), от которых зависит это сопротивление. Поэтому неуравновешенный мост постоянного тока широко используют в различных устройствах для измерения неэлектрических величин электрическими методами.

Применяют также различные мосты переменного тока, которые дают возможность измерить с большой точностью индуктивности и емкости.

Измерение омметром. Омметр представляет собой миллиамперметр 1 с магнитоэлектрическим измерительным механизмом и включается последовательно с измеряемым сопротивлением R x (рис. 341) и добавочным резистором R Д в цепь постоянного тока. При неизменных э. д. с. источника и сопротивления резистора R Д ток в цепи зависит только от сопротивления R x . Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в омах. Если выходные зажимы прибора 2 и 3 замкнуты накоротко (см. штриховую линию), то ток I в цепи максимален и стрелка прибора отклоняется вправо на наибольший угол; на шкале этому соответствует сопротивление, равное нулю. Если цепь прибора разомкнута, то I = 0 и стрелка находится в начале шкалы; этому положению соответствует сопротивление, равное бесконечности.

Питание прибора осуществляется от сухого гальванического элемента 4, который устанавливается в корпусе прибора. Прибор будет давать правильные показания только в том случае, если источник тока имеет неизменную э. д. с. (такую же, как и при градуировке шкалы прибора). В некоторых омметрах имеются два или несколько пределов измерения, например от 0 до 100 Ом и от 0 до 10 000 Ом. В зависимости от этого резистор с измеряемым сопротивлением R x подключают к различным зажимам.

Измерение больших сопротивлений мегаомметрами. Для измерения сопротивления изоляции чаще всего применяют мегаомметры магнитоэлектрической системы. В качестве измерительного механизма в них использован логометр 2 (рис. 342), показания кото-

Рис. 341. Схема включения омметра

Рис. 342. Устройство мегаомметра

рого не зависят от напряжения источника тока, питающего измерительные цепи. Катушки 1 и 3 прибора находятся в магнитном поле постоянного магнита и подключены к общему источнику питания 4.

Последовательно с одной катушкой включают добавочный резистор R д, в цепь другой катушки - резистор сопротивлением R x .

В качестве источника тока обычно используют небольшой генератор 4 постоянного тока, называемый индуктором; якорь генератора приводят во вращение рукояткой, соединенной с ним через редуктор. Индукторы имеют значительные напряжения от 250 до 2500 В, благодаря чему мегаомметром можно измерять большие сопротивления.

При взаимодействии протекающих по катушкам токов I1 и I2 с магнитным полем постоянного магнита создаются два противоположно направленных момента М1 и М2, под влиянием которых подвижная часть прибора и стрелка будут занимать определенное положение. Как было показано в § 100, положение подвижной

Рис. 343. Общий вид мегаомметра (а) и его упрощенная схема (б)

части логометра зависит от отношения I1/I2. Следовательно, при изменении R x будет изменяться угол? отклонения стрелки. Шкала мегаомметра градуируется непосредственно в килоомах или мегаомах (рис. 343, а).

Чтобы измерить сопротивление изоляции между проводами, необходимо отключить их от источника тока (от сети) и присоединить один провод к зажиму Л (линия) (рис. 343,б), а другой - к зажиму 3 (земля). Затем, вращая рукоятку индуктора 1 мегаомметра, определяют по шкале логометра 2 сопротивление изоляции. Имеющийся в приборе переключатель 3 позволяет изменять пределы измерения. Напряжение индуктора, а следовательно, частота вращения его рукоятки теоретически не оказывают влияние на результаты измерений, но практически рекомендуется вращать ее более или менее равномерно.

При измерении сопротивления изоляции между обмотками электрической машины отсоединяют их друг от друга и соединяют одну из них с зажимом Л, а другую с зажимом 3, после чего, вращая рукоятку индуктора, определяют сопротивление изоляции. При измерении сопротивления изоляции обмотки относительно корпуса его соединяют с зажимом 3, а обмотку - с зажимом Л.

Заряженные частицы, попадая в электрическое поле, начинают двигаться упорядоченно в определенном направлении. Частицы приобретают определенную энергию, то есть совершается работа. Для определения величины работы по перемещению электрических зарядов в электрическом поле с напряженностью Е потребовалось введение еще одной физической величины — электрического напряжения U .

Чему равна работа электрического поля

Отношение работы А , совершаемой любым электрическим полем при перемещении положительного заряда из одной точки поля в другую, к величине заряда q называется электрическим напряжением U между этими точками:

$$ U = { А \over q } $$

Можно сказать, что электрическое напряжение равно работе по перемещению заряда величиной в 1 кулон из одной точки электрического поля в другую.

Тогда для определения величины совершенной полем работы, можно получить следующее выражение:

$$ А = { q * U } $$

Рис. 1. Электроны в электрическом поле.

Единицы измерения

В международной системе единиц (системе СИ) единица измерения напряжения (В) названа в честь итальянского исследователя Алессандро Вольта (1745-1827г.г.), внесшего огромный вклад в понимание природы электричества. Поскольку работа измеряется в джоулях (Дж), а заряд в кулонах (К), то:

$$ ={ \over } $$

Напряжение может изменяться в широчайших пределах, поэтому для расчетов часто используются такие внесистемные единицы, как:

• 1 микровольт (мкВ) = 0,0000001 В;
• 1 милливольт (мВ) = 0,001 В;
• 1 киловольт (кВ) = 1000 В;
• 1 МВ (мегавольт) = 1000000 В.

Постоянное и переменное напряжения

Различают два вида напряжений — постоянное и переменное. Примером источников постоянного напряжения могут служить обычные батарейки, используемые в бытовой технике: пультах, телефонах и т.д. На поверхности батареек всегда присутствуют обозначения “−” и “+”.

Это означает, что направление электрического поля, создаваемое батареей будет все время постоянным. Источники переменного напряжения были изобретены позднее и получили огромное распространение ввиду того, что переменный ток легче поддается преобразованиям (усилению, ослаблению) и передаче на дальние расстояния.

Рис. 2. Графики постоянного и переменного напряжений.

Из графиков видно, что постоянное напряжение не зависит от времени,

$$U(t) = const $$

Переменное напряжение изменяется, переходя через нулевое значение, меняя знак “+” на “−”. Для формулы электрического напряжения U(t) хорошо подходят тригонометрические функции синуса или косинуса:

$$ U(t) = U_А * sin(ω*t) $$

где U А — амплитуда переменного напряжения, то есть максимальное значение напряжения;

ω — частота переменного напряжения, показывающая сколько раз за одну секунду изменяется знак напряжения, то есть “плюс” меняется на “минус”. Величина частоты показывает с какой скоростью (как часто) изменяется полярность напряжения. Например, в электрических розетках наших квартир напряжение изменяется 50 раз в секунду (с частотой 50 Герц).

Действие электрического напряжения, начиная с некоторых значений становится небезопасным для человека. В сухих помещениях безопасным считается напряжение до 36 В. Для помещений с повышенной сыростью эта величина еще меньше — 12 В. Поэтому надо всегда соблюдать технику безопасности при работе и обращении с электрическими приборами.

Как и чем измеряют напряжение

Напряжение измеряют с помощью прибора, который называется вольтметром. Вольтметр подключается параллельно элементу электрической цепи, где хотят измерить падение напряжения. Обозначается на схемах вольтметр в виде кружка, с расположенной внутри него буквой V.

Рис. 3. Различные вольтметры и их обозначение на схемах.

Раньше все вольтметры были стрелочные, и значение напряжения показывала стрелка на шкале прибора с нанесенными цифровыми значениями. Сейчас большинство этих приборов выпускаются с электронной индикацией (светодиодной или жидкокристаллической). Сам вольтметр не должен влиять на результат измерения, поэтому его собственное сопротивление делают очень большим, чтобы через него практически не протекали заряды (электрический ток).

Что мы узнали?

Итак, мы узнали, что электрическое напряжение — это физическая величина, характеризующая работу силы электрического поля по перемещению электрических зарядов. Напряжение может быть постоянным или переменным. Для измерения напряжения используются вольтметры.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.8 . Всего получено оценок: 26.

По сути, этот термин обозначает разность потенциалов, а единица измерения напряжения - это вольт. Вольт - это фамилия ученого, который положил начало всему, что мы сейчас знаем об электричестве. А звали этого человека Алессандро.

Но это то, что касается электрического тока, т.е. того, при помощи которого работают привычные для нас бытовые электроприборы. Но существует и понятие механического параметра. Подобный параметр измеряется в паскалях. Но речь сейчас идет не о нем.

Чему равен вольт

Этот параметр может быть как постоянным, так и переменным. Как раз переменный ток и «течет» в квартиры, здания и сооружения, дома и организации. Электрическое напряжение представляет собой амплитудные волны, обозначаемые на графиках в виде синусоиды.

Переменный ток обозначается в схемах значком «~». А если говорить о том, чему равен один вольт, то можно сказать, что это электрическое действие в цепи, где при протекании заряда, равного одному кулону (Кл), совершается работа, равная одному джоулю (Дж).

Стандартной формулой, по которой можно его рассчитать, является:

U = A:q, где U - это как раз и есть нужная величина; «А» является работой, которую выполняет электрическое поле (в Дж), перенося заряд, ну а «q» как раз и есть сам заряд, в кулонах.

Если же говорить о постоянных величинах, то они практически не отличаются от переменных (за исключением графика построения) и из них же и производятся, посредством выпрямительного диодного моста. Диоды, не пропуская ток в одну из сторон, как бы делят синусоиду, убирая из нее полуволны. В результате, вместо фазы и нуля получается плюс и минус, но исчисление при этом остается в тех же вольтах (В или V).

Измерение напряжения

Раньше для измерения подобного параметра использовался только аналоговый вольтметр. Сейчас на прилавках магазинов электротехники представлен очень широкий ассортимент подобных приборов уже в цифровом исполнении, а также мультиметров, как аналоговых, так и цифровых, при помощи которых и измеряют так называемый вольтаж. Подобным прибором может измеряться не только величина, но и сила тока, сопротивление цепи, и даже появляется возможность проверить емкость конденсатора или замерить температуру.

Конечно, аналоговые вольтметры и мультиметры не дают такой точности, как цифровые, на дисплее которых высвечивается единица напряжения вплоть до сотых или тысячных долей.

При измерении этого параметра вольтметр включается в цепь параллельно, т.е. при необходимости замерить величину между фазой и нулем, щупы прикладываются одним к первому проводу, а другим - ко второму, в отличие от измерения силы тока, где прибор включается в цепь последовательно.

В схемах вольтметр обозначается буквой V, обведенной кругом. Различные типы подобных приборов измеряют, помимо вольта, разные единицы напряжения. Вообще оно измеряется в следующих единицах: милливольт, микровольт, киловольт или мегавольт.

Значение напряжения

Значение этого параметра электрического тока в нашей жизни очень высоко, ведь от того, соответствует ли оно положенному, зависит, насколько ярко будут гореть в квартире лампы накаливания, а если установлены компактные люминесцентные, то уже встает вопрос, будут или нет они вообще гореть. От его скачков зависит долговечность работы всех световых и бытовых электроприборов, а потому наличие дома вольтметра или мультиметра, а также умение им воспользоваться становится необходимостью в наше время.

Как измерить напряжение и силу тока

С помощью мультиметра:

При использовании мультиметра следует учитывать несколько основных моментов:

• диапазон измеряемой величины - выберите диапазон, который больше ожидаемого значения измерения, но наименьший из возможных (выбор слишком большого диапазона приведет к снижению точности измерения) - например, когда вы хотите измерить напряжение в розетка с ожидаемым значением 230В и возможными диапазонами 2, 20, 200, 700 и 1000, лучшим выбором будет диапазон 700В - он наименьший среди диапазонов больше ожидаемого значения.При проверке напряжения на аккумуляторе 9В оптимальным выбором будет диапазон 20В, при проверке напряжения на аккумуляторе 1,5В - диапазон 2В.
• тип изменчивости измеряемой величины - при измерении напряжения или тока тип изменчивости является чрезвычайно важным элементом - измерение, например, переменного напряжения с помощью вольтметра, адаптированного к постоянному напряжению, приведет к ошибочному результату измерения. На разных мультиметрах используются разные маркировки:

Как измерить напряжение 9000 3

Напряжение измеряется подключением вольтметра параллельно к приемнику:

Как измерить ток 9000 3

Напряжение измеряется путем последовательного подключения амперметра к приемнику (очень низкое внутреннее сопротивление может привести к короткому замыканию и необратимому повреждению амперметра при параллельном подключении к приемнику):

.

Что такое частота? | Fluke

Частота переменного тока — это количество циклов в секунду для синусоидального сигнала переменного тока. Другими словами, частота — это скорость изменения направления тока в секунду. Частота измеряется в герцах (Гц), международной единице измерения. 1 герц равен 1 циклу в секунду.

• Герц (Гц) = один герц равен одному циклу в секунду.
• Цикл = один полный сигнал переменного тока или напряжения.
• Период полураспада = половина цикла.
• Период = время, необходимое для завершения одного полного цикла выполнения.

Проще говоря, частота — это то, как часто что-то повторяется. В случае электрического тока частота выражает количество повторений синусоиды (она циклически меняется от положительного к отрицательному).

Чем больше циклов в секунду, тем выше частота.

Пример: Если переменный ток имеет частоту 5 Гц (см. рисунок ниже), его форма сигнала повторяется 5 раз в течение 1 с.

Частота обычно используется для описания работы электрического оборудования. Вот некоторые распространенные диапазоны частот:

• Частота сети питания (обычно от 50 до 60 Гц)
• Инверторные приводы обычно используют несущую частоту 1–20 кГц (кГц)
• Диапазон звуковых частот: 15–20 кГц (слух диапазон человека)
• Радиочастота: 30–300 кГц
• Низкая частота: от 300 кГц до 3 мегагерц (МГц)
• Средняя частота: 3–30 МГц
• Высокая частота: 30–300 МГц

Схемы и устройства часто предназначены для работы на постоянной или переменной частоте.Оборудование с фиксированной частотой выходит из строя при работе на частоте, отличной от указанной. Пример: Двигатель переменного тока, рассчитанный на работу с частотой 60 Гц, работает медленнее при частотах ниже 60 Гц или быстрее при значениях выше 60 Гц. Любое изменение частоты двигателя переменного тока пропорционально влияет на скорость его вращения. Другой пример: снижение частоты на 5% приводит к снижению частоты вращения двигателя на 5%.

Как измерить частоту?

Цифровой мультиметр с режимом частотомера может измерять частоту сигналов переменного тока, а также предлагает следующие функции:

• Функция записи минимального/максимального значения, которая может записывать измерения частоты в течение определенного периода или таким же образом, как измерения зарегистрированное напряжение, сила тока или сопротивление.
• Функция автоматического выбора диапазона, которая автоматически выбирает диапазон частот, за исключением случаев, когда измеренное напряжение превышает максимальный диапазон измерения частоты.

Электрические сети различаются в зависимости от страны. В Соединенных Штатах электросеть основана на очень стабильном сигнале 60 Гц, что означает, что цикл повторяется 60 раз в секунду.

В США электричество подается в домохозяйства от однофазной сети переменного тока 120 В. Напряжение, измеренное в настенной розетке в США, представляет собой синусоиду в диапазоне от 170 до -170 вольт с фактическим среднеквадратичным значением 120 вольт.Частота колебаний составляет 60 циклов в секунду.

Единица частоты названа в честь немецкого физика Генриха Герца (1857-1894), который первым начал передавать и принимать радиоволны. Радиоволна, совершающая один цикл в секунду, имеет частоту 1 Гц. Точно так же секундная стрелка часов тикает с частотой 1 Гц.

Источник: Digital Multimeter Principles, Glen A. Mazur, American Technical Publishers.

Статьи по теме:

Для измерения энергопотребления - счетчики электроэнергии

Счетчики электроэнергии играют ключевую роль в расчетах между поставщиком и потребителем электроэнергии. В просторечии часто говорят о поставках электроэнергии и счетах за электроэнергию. Это делают даже энергетические операторы, чаще всего - средства массовой информации. Фактически измеряется энергия и выставляются счета за потребление энергии в определенные расчетные периоды, выраженные в киловатт-часах [кВтч].В случае более высоких систем электроснабжения поставщик и получатель рассчитываются также за реактивную энергию - единицу измерения в час [вар·ч]. Двунаправленные счетчики используются для потребителей, производителей, использующих возобновляемые источники энергии, которые одновременно потребляют и отдают энергию в электросеть.

Сегодня все чаще счетчик электроэнергии представляет собой почти мини-компьютер, который, кроме индикации энергопотребления, выполняет множество других измерений, действий и задач, о которых два десятилетия назад никто и не мечтал.Но пока вернемся к основам.
Общепринятой единицей измерения активной электроэнергии в системе СИ является джоуль, но по практическим соображениям основной единицей измерения бытовых счетчиков считается киловатт-час. Там, где задействовано гораздо большее количество энергии, счетчики должны быть откалиброваны в мегаватт-часах [МВтч]. Вне зависимости от единиц, в которых калибруются счетчики, существует два доминирующих типа - электромеханические и электронные, называемые также статическими или цифровыми.Оба используются и функционируют в инфраструктуре, каждый основан на механизме, который совершенно по-разному рассчитывает поток электроэнергии.

Типы счетчиков и принципы их работы

В 1883 году берлинский ученый Герман Арон, родившийся в современном польском Кемпно, запатентовал первый точный счетчик электроэнергии, принцип работы которого был основан на движении маятника. Он был отцом последовательных поколений счетчиков активной мощности, которые со временем стали известны как индуктивные счетчики, и сегодня в Польше они являются старейшим широко используемым типом счетчика

Индукционный счетчик
Индукционный счетчик представляет собой механизм, в котором алюминиевый диск приводится во вращение (вращается вокруг своей оси) благодаря вихревому магнитному полю, создаваемому двумя катушками.По одной из катушек проходит ток, пропорциональный току, потребляемому потребителем, а через другую - ток, пропорциональный напряжению сети. Катушки, благодаря своему расположению, создают движущий момент, пропорциональный произведению мгновенного значения тока и напряжения, который уравновешивается тормозным моментом, возникающим в результате вращения диска между полюсами постоянного магнита. . Тормозной момент здесь пропорционален скорости вращения диска, но следует помнить, что он может быть ослаблен повреждением постоянного магнита — например, воздействием на него внешнего магнитного поля.Тогда счет за электроэнергию будет искажен. Индукционные счетчики считают обороты диска — каждый оборот — это определенное количество потребляемой энергии. При одном 24-часовом тарифе индукционный счетчик имеет один счетчик, дающий информацию о потребленных кВтч (МВтч), а при двухтарифной системе (день/ночь или выходные/рабочие дни) счетчик имеет два счетчика - каждый отдельно за каждого из тарифов. Для правильного выставления счетов поставщик энергии, конечно, должен иметь информацию с обоих счетчиков.

Электронный счетчик

В основе работы электронного счетчика лежат специальные полупроводниковые интегральные схемы (отсюда и второе название этих счетчиков: полупроводниковые), генерирующие импульсы под действием протекающего тока и приложенного напряжения. Эти импульсы генерируются в количестве, пропорциональном потребленной электроэнергии, а затем их количество суммируется (подсчитывается) счетчиком в определенную единицу времени.Благодаря тому, что электронный счетчик считает плотно сгенерированные импульсы, а не само электричество, он гораздо точнее индукционного, а благодаря процессорам и программному обеспечению предлагает гораздо больше функций. Один из них является даже прорывным с точки зрения истории развития этих приборов – электронные счетчики общаются с людьми, ответственными за их контроль, с поставщиком электроэнергии и ее потребителем. Причем эта связь не односторонняя, а двусторонняя.Это одна из причин, по которой электронные счетчики получили название «интеллектуальных». Их конструкция сводится к системе, которая связывает воедино микроконтроллер, А/С и С/А преобразователи, датчик, измеряющий силу тока и напряжение, аккумулятор – который является резервным источником питания, необходимым счетчику для обеспечения бесперебойной работы, ЖКИ дисплей и модуль для беспроводной связи - в Польше очень часто это связь с использованием ПЛК (Power Line Communication), что позволяет передавать данные по существующей линии электропередач, но есть и использование таких стандартов, как (WiFi, Bluetooth, GSM и другие методы/стандарты связи).
Счетчики можно разделить и по другому признаку, сгруппировав их в две категории: однофазные и трехфазные счетчики. Первые являются наиболее распространенными и считают ток в однофазных 230 В трехпроводных установках, а вторую группу составляют счетчики, устанавливаемые в трехфазных 400 В пятипроводных установках. Эти установки предназначены для поддержки устройств с высоким энергопотреблением, таких как, например, станки, используемые в производственных цехах (большие пилы в столярных мастерских и т. д.).), или энергетические решения, такие как электрическое отопление. Каждый счетчик снабжен этикеткой с информацией об установке, которую он обслуживает.
Оставшаяся последняя классификация, которую можно выделить:

• счетчики прямого действия (устанавливаемые в домохозяйствах с низким спросом на мощность и энергию), цепи тока которых подключаются непосредственно к цепи, охватываемой измерением, а цепи напряжения питаются напряжением цепи, охватываемой измерением,
• полукосвенные счетчики, цепи тока которых питаются от трансформаторов тока, установленных в цепи, охватываемой измерением, а цепи напряжения питаются от напряжения цепи, охватываемой измерением.Как правило, полукосвенные системы устанавливаются с предсчетчиковой защитой выше 63 А и с напряжением питания 400 В.
• промежуточные счетчики, цепи тока которых питаются от трансформаторов тока, установленных в цепи, охватываемой измерением, а цепи напряжения питаются от трансформаторов напряжения. Они используются при питании СН или ВН.

Что могут современные электронные счетчики?

Возможности цифровых счетчиков сегодня очень широки и позволили полностью изменить способ их индикации. Благодаря функции считывания их показаний по радио удалось избежать необходимости визитов представителей поставщика электроэнергии – это большое удобство для потребителей. Но это не единственное их преимущество. В случае возможного сбоя электронный счетчик немедленно оповещает об этом поставщика, разгружая потребителей, в том числе – благодаря этому реакция поставщика обычно очень быстрая и эффективная.
Цифровые счетчики позволяют контролировать энергопотребление на постоянной основе (некоторые измеряют активную и реактивную энергию), а значит, и контролировать затраты, а это затраты за фактически использованную энергию, благодаря чему энергетические компании могли отказаться от фиксированных счетов. Более того, они позволяют производить расчеты с предоплатой (система предоплаты), т. е. покупать определенные порции энергии с использованием кодов пополнения. Благодаря реальной индикации энергопотребления и возможности его контроля позволяют избежать долгов, что отлично подходит для мотелей, хостелов и коттеджей или помещений в аренду.ЖК-дисплеи электронных счетчиков отображают весь спектр информации, такой как общее потребление энергии, выраженное в кВтч, стоимость использованной энергии, текущий спрос на энергию, текущая стоимость одного кВтч, количество единиц, оставшихся для потребления после покупка части энергии через систему предоплаты или действующие параметры тарифов.
Электронные счетчики, однако, имеют недостаток, о котором следует упомянуть - они сами потребляют энергию - за которую потребитель должен платить, это более четко видно при каскадном расположении (основной счетчик и значительное количество подсчетчиков - напр.в случае выделения). Это вызывает рост затрат, хотя и связано больше с ростом эмоций плательщика, чем с понесенными им затратами. Возвращаясь к коммуникации, следует отметить, что в настоящее время поставщики энергии получают гораздо больше информации об их потреблении энергии, чем два-три десятилетия назад. Современные счетчики предоставляют информацию о состоянии счетчика через регулярные промежутки времени, например, каждые 15 или 30 минут, благодаря чему поставщики могут обнаруживать тенденции и повторяющиеся колебания потребления электроэнергии и на их основе лучше управлять электросетью, например, направляя туда больше энергии, там, где реальный спрос на него выше.Информация со счетчиков, позволяющая им лучше контролировать электроэнергию, позволяет минимизировать коммерческие и технические потери. В подтверждение стоит привести официальные данные группы ЭНЕРГА, которая в 2014 году в районах, где установила умные счетчики, наблюдала снижение балансовой разницы примерно на 10%. Это экономит миллионы злотых, частично вложенных в дальнейшую модернизацию инфраструктуры - на благо всех.
Важной особенностью связи с цифровыми счетчиками является ее двунаправленный характер.Направление от потребителя к поставщику электроэнергии очевидно, но связь между поставщиком и счетчиком является довольно новой. Это решение очень полезно, так как оно позволяет поставщику энергии удаленно обновлять программное обеспечение счетчика, цены и информацию о тарифах. Более того - потребитель также может выйти на связь со своим счетчиком, получая пакеты данных о потребленных кВтч, текущих затратах, электрическом напряжении, измеренной мощности и т.д. Для этого используются индивидуальные счета, на которых - после авторизации - потребители проверяют текущее потребление энергии, месячная или годовая сводка и т. д.Они могут даже проверять свои привычки потребления в дневном цикле, пусть даже представленном в виде графика, и вносить изменения в подбор тарифов, или, как упоминалось ранее, рассчитываться по фактическому потреблению или вносить предоплату и платить заранее за следующее количество энергии.

Согласно ЭКСПЕРТУ
Збигнев Пентка,
управляющий директор Zakład Elektronicznych Urządzeń Pomiarowych POZYTON Sp. о.о.

Будущее цифровых счетчиков электроэнергии – куда движется их развитие?

На сайте представлен лучший физический пример направления развития статических (цифровых) электросчетчиков для учета мощности и учета электроэнергии.positon.com.pl. во вкладке "Товары" счетчик ЛП-1. Его каталожная карточка и руководство пользователя во вкладке «Дизайнерам» исчерпывающе описывают его функционал и структуру. По желанию мы предпочитаем и ожидаем развитие счетчиков, т.н. малогабаритный (на рельсе TH-35), подходящим физическим примером которого является счетчик sEAB, представленный на сайте www.pozyton.com.pl во вкладке «Продукты».
Важным элементом этих счетчиков являются коммуникационные интерфейсы локальных интрасетей, а также глобальных сетей, т.е.Интернет, GSM со специальной базой данных и программным обеспечением аналитической системы (в предложении Positron: SOLEN, SKADEN, SEL, SPEL.)
Мы не рекомендуем и предостерегаем от использования технологии передачи PLC в технике измерения и выставления счетов!

Коды ОБИС

Для возможности чтения конкретных данных на экране статического счетчика необходимо ознакомиться с кодами и присвоенным им содержимым. Объяснение этих международных кодов всегда должно быть на корпусе счетчика.Наиболее важные коды следующие:

• 0.0.0 или C.1.0 - Идентификационный номер счетчика
• 1.8.0 или E или 15.8.0 - Общее потребление - сумма поглощенной активной энергии
• 1.8.1 или EA или 15.8.1 - Потребление в зоне 1 (при 2-зонном тарифе)
• 1.8.2 или EB или 15.8.2 - Потребление во второй зоне (при 2-зонном тарифе)
• 1.8.3 или EC или 15.8.3 - Потребление в зоне три (при 3-зонном тарифе)
• 0.9.1 - Текущее время
• 0.9.2 - Текущая дата
• 0.2.2 - Тарифная группа
• 1.6.0 или 16.0.0 или 16.6.0 - Максимальная мощность (активный ввод) в текущем отчетном периоде.

Будущее электросчетчиков

Это, безусловно, положительно для цифровых счетчиков последних поколений, отвечающих требованиям операторов распределительных систем (DSO), поскольку в соответствии с Директивой ЕС 2009/72/EC об единых правилах для внутреннего рынка электроэнергии, 80% старых счетчиков заменены электронными счетчиками.Для Польши это означает, что на ее территории будет установлено около 13-14 миллионов умных счетчиков.
Однозначно заметная тенденция, определяющая дальнейшее развитие интеллектуальных счетчиков, — увеличение объема данных, передаваемых поставщику электроэнергии. К ним относятся, в том числе важная информация, которая может быть использована для создания точных прогнозов или статистических данных для отдельных потребителей электроэнергии. По словам GIODO, цифровые счетчики становятся угрозой для конфиденциальности потребителей.Через них поставщики электроэнергии могут наблюдать за потребительскими привычками, идентифицировать устройства, которые есть у потребителя дома, даже создавать свои «энергетические профили» и впоследствии продавать эту информацию или делать ее доступной, например, дистрибьюторам бытовой техники, электроники и т. д. Поэтому следует ожидать более правовых решений, заключающихся в том, что подробные данные о потреблении энергии потребителем будут рассматриваться как персональные данные (подлежащие защите), а не фактическое ограничение объема данных, передаваемых счетчиками поставщикам энергии .
Еще одной тенденцией является постепенная миниатюризация цифровых счетчиков, т.е. уменьшение их размеров - черта, характерная для всех приборов на основе интегральных схем и полупроводниковых технологий, - при одновременном их усилении и герметизации - для возможности работы в агрессивных средах. Еще одной особенностью, разработанной производителями, является все более простая двусторонняя связь со счетчиком (через сети WiFi, протокол BlueTooth, сети GSM, Ethernet, использование передачи PLC в варианте DLMS или OSGP), которая уже сегодня осуществляется с использованием соответствующих приложения, установленные на планшетах или смартфонах.В будущем следует ожидать бурного развития структур IoT, т.е. Интернет вещей, в который точно будут включены счетчики электроэнергии — тогда они перейдут на следующий уровень связи: М2М, т.е. Machine To Machine (обмен данными между устройствами). Насколько это изменит жизнь нас, потребителей электроэнергии, и как отразится на самих счетчиках - покажет будущее.

Лукаш Левчук

Универсальный электросчетчик - как пользоваться, как мерить? Инструкция

Электросчетчик - Как пользоваться цифровым мультиметром? Инструкция

Нередко люди, имеющие в мастерской электросчетчик, задаются вопросом, как им пользоваться. Как уже было сказано, мультиметр представляет собой универсальный цифровой измерительный прибор, позволяющий измерять как электрические, так и неэлектрические величины в широком диапазоне значений. Инструкции по выполнению основных измерений электрических величин и температуры будут представлены ниже.

Измерение напряжения мультиметром

Любой мультиметр с измерением постоянного и переменного напряжения (V AC/DC) можно использовать для измерения напряжения (т.е. разности потенциалов).
Для проведения такого измерения подготовьте прибор.

• Включите устройство. Если символ батареи не появляется на ЖК-дисплее, вы можете продолжить измерение.
• Во входное гнездо COM вставьте черный штекер измерительного провода, во входное гнездо с маркировкой V/Ω/f вставьте красный штекер измерительного провода.
• Поворотный переключатель функций и диапазонов, устанавливаемый в положение V =, если вид измеряемого тока постоянный (DC), или в положение V ~, если вид измеряемого тока переменный (AC) - в в некоторых счетчиках тип тока переключается нажатием кнопки .
• Выберите диапазон измерения, немного превышающий ожидаемый результат измерения. Если вы не можете аппроксимировать напряжение в цепи, начните измерение с наибольшего диапазона, затем постепенно уменьшайте диапазоны измерения, чтобы получить необходимое вам разрешение измерения.В мультиметрах с функцией автоматического изменения диапазона измерения, например UT33A+, UT70B, UT120, UT139C, нет необходимости выбирать лучший диапазон измерения, прибор сделает это автоматически.

• Соблюдая предельную осторожность, обязательно, когда напряжение в цепи может превысить значение 30 В эфф. переменного/постоянного тока, прикоснуться щупами щупов к точкам цепи, между которыми будет измеряться напряжение.
• Снимите показания с ЖК-дисплея.
• После завершения измерений выключите счетчик, также рекомендуется вынуть заглушки из входных разъемов счетчика.

Примечание. Если при измерении напряжения постоянного тока на дисплее перед фактическим значением отображается «-», это означает обратную полярность (красный щуп был подключен к точке с более низким (отрицательным) потенциалом, поменяйте местами щупы между щупами .

Как измерить силу тока?

Хотите знать, как измерить силу тока в розетке? Для этого подойдет любой мультиметр с функцией измерения постоянного тока (A DC) и переменного тока (A AC).

Основной единицей силы тока является 1 А (ампер), меньшие единицы: миллиампер 1 мА = 0,001 А и микроампер 1 мкА = 0,000001 А.

Для измерения силы тока, например, в розетке, счетчик должен быть надлежащим образом подготовлен.

• Включите счетчик. Если на ЖК-дисплее появляется символ батареи, это означает, что напряжение батареи слишком низкое, и ее следует заменить новой. В противном случае вы можете продолжить измерения.
• Во входное гнездо COM вставьте черный штекер измерительного провода, во входное гнездо мА или 10 (20) А вставьте красный штекер измерительного провода.
• Поворотный переключатель функций и диапазонов, устанавливаемый в положение А - если вид измеряемого тока постоянный (DC), или в положение A ~ - если измеряемый вид тока переменный ток (AC).В некоторых моделях счетчиков вид тока переключается нажатием на кнопку. Большинство мультиметров имеют функцию измерения постоянного тока АЦП, и только некоторые модели, например, КТ890, UT51, UT58A, UT131B, могут измерять как постоянный, так и переменный ток.
• Отключите питание цепи, подключите к ней тестовые щупы тестовых проводов, чтобы сформировать последовательную цепь, состоящую из источника тока, приемника и мультиметра.
• Выберите диапазон измерения, немного превышающий ожидаемый результат измерения.Если вы не можете аппроксимировать ток в проверяемой цепи, начните измерение с самого большого диапазона, т.е. 10А (20А), а затем постепенно уменьшайте диапазоны измерения, чтобы получить требуемое разрешение измерения.
• Здесь может потребоваться изменить входной разъем. Соблюдая предельную осторожность, обязательно, когда напряжение в цепи может превысить значение 30 В эфф. переменного/постоянного тока, включить питание проверяемой цепи.
• Снимите показания с ЖК-дисплея.
• После завершения измерений выключите счетчик и выньте заглушки из входных разъемов счетчика.

При выходе за пределы диапазона измерения на дисплее появляется символ OL. Однако, если при измерении постоянного тока на дисплее перед фактическим значением отображается знак «-», это означает обратную полярность (красный щуп был подключен к точке с более низким (отрицательным) потенциалом), т.е. измерительные провода следует поменять местами.

Измерение электрической емкости

Для измерения емкости подойдет любой мультиметр с функцией измерения емкости (Сх).

Основной единицей измерения емкости является 1Ф (фарад), это очень большая единица и редко используется на практике, но используются меньшие единицы: 1мкФ (микрофарад) 1мкФ = 0,000001Ф, 1нФ (нанофарад) 1нФ = 0,001мкФ, 1пФ (пикофарад) 1 пФ = 0,001 нФ.
Как измерить электрическую емкость? Начните с подготовки манометра.

• Включите счетчик. Если символ батареи не появляется на ЖК-дисплее, вы можете продолжить измерение.
• Во входное гнездо COM вставьте черную вилку щупа, во входное гнездо с маркировкой V/Ω/f вставьте красную вилку щупа или используйте специальный переходник, которым оснащены некоторые мультиметры.
• Поворотный переключатель функций и диапазонов, установленный в положение Cx.
• Лучше всего выбрать диапазон измерения, немного превышающий ожидаемый результат измерения.Если вы не можете приблизить значение емкости, начните измерение с самого большого диапазона, а затем постепенно уменьшайте диапазоны измерения, чтобы получить необходимое разрешение измерения.
• Соблюдая предельную осторожность, обязательно, когда напряжение в цепи может превысить значение 30 В переменного/постоянного тока, отключить подачу питания на цепь и обязательно разрядить высоковольтные конденсаторы, затем прикоснуться щупами щупов к точки цепи, между которыми будет измеряться емкость, чаще всего это будут концы проверяемого конденсатора, (либо концы проверяемого конденсатора вставьте в специальный переходник, либо в специальное гнездо, помеченное символом Сх ).
• Снимите показания с ЖК-дисплея.

Если диапазон измерения превышен, на дисплее отображается символ OL.

В мультиметрах с автоматическим переключением диапазонов нет необходимости выбирать наилучший диапазон измерения, прибор сделает это автоматически.

Измерение частоты тока

Для измерения частоты подходит любой измеритель с функцией измерения частоты (Fx).

Основной единицей измерения частоты является 1 Гц (герц), другие используемые единицы измерения: 1 кГц (килогерц) 1 кГц = 1000 Гц, 1 МГц (мегагерц) 1 МГц = 1000000 Гц.

Как измерить частоту тока?

• Включите счетчик. Как и выше, если символ батареи не отображается на ЖК-дисплее, вы можете продолжить измерение.
• Во входное гнездо COM вставьте черный штекер измерительного провода, во входное гнездо с маркировкой V/Ω/f вставьте красный штекер измерительного провода.
• Установите поворотный переключатель функций и диапазонов в положение Fx.
• Лучше всего выбрать диапазон измерения, немного превышающий ожидаемый результат измерения. Если вы не можете аппроксимировать значение частоты, начните измерение с самого большого диапазона, а затем постепенно уменьшайте диапазоны измерения, чтобы получить необходимое разрешение измерения.
• Соблюдая предельную осторожность, обязательно, когда напряжение в цепи может превысить значение 30 В среднеквадратичного переменного/постоянного тока, прикоснуться измерительными проводами к точкам цепи, где будет измеряться частота тока.
• Снимите показания с ЖК-дисплея.

При измерении частоты тока важен уровень сигнала, подаваемого на входные клеммы счетчика, в инструкции к каждой модели счетчика подробно указаны эти уровни, они зависят от частоты тока.

Многие модели мультиметров, распространяемых Rebel Electro, имеют функцию автоматической смены диапазонов измерения. Проверить >>

Измерение температуры мультиметром

Для измерения температуры подойдет любой мультиметр с функцией измерения температуры.Основной единицей измерения температуры является 1⁰C (градус Цельсия) или 1⁰F (градус Фаренгейта).

Rebel Electro предлагает счетчики с возможностью измерения температуры в двух шкалах: Цельсия и Фаренгейта. Примером такого устройства будут, например, модели UT131C, PRO UT191T, RB33C.

В этом случае для измерения используется датчик типа K, поставляемый с мультиметром и подходящий для измерения температур в диапазоне от -40⁰C до 260⁰C (от -40F до 500⁰F).

• Подготовьтесь к измерению и включите прибор. Помните, что измерения не могут быть выполнены, если на дисплее отображается символ батареи, так как это означает, что напряжение батареи слишком низкое и ее следует заменить новой.
• Во входное гнездо COM вставьте черный штекер тестового щупа, во входное гнездо с маркировкой V / Ω / f / ⁰C вставьте красный штекер тестового щупа.
• Установите поворотный переключатель функций и диапазонов в положение «⁰C» (⁰F).Напоминаем, что при превышении диапазона измерения на дисплее появится символ OL.
• С особой осторожностью, обязательно, когда напряжение в цепи может превысить значение 30Vrms AC/DC, прикоснуться измерительным наконечником щупа типа К к точке (поверхности), температура которой будет измеряться. Возьмите показания на ЖК-дисплее.
• После завершения измерений выключите счетчик, также рекомендуется вынуть штекеры щупов из входных разъемов счетчика.

Влияние на условия эвакуации качества электроэнергии, подводимой к электрооборудованию, которое должно функционировать в случае пожара (Часть 1)

Визуализация типичных нарушений напряжения, оказывающих существенное влияние на работу питаемых электрических устройств [10]

Ненадлежащее качество электроэнергии, подаваемой на приемники, вызывает нарушения в их работе. Напряжение со слишком низким значением, в свою очередь, снижает интенсивность освещения источников света или крутящий момент электродвигателей.Высшие гармоники, генерируемые нелинейными нагрузками, вызывают тормозные моменты в электродвигателях, вызывая нерациональную работу приводных эвакуационных средств. Как следствие, мерцание света, вызванное перепадами напряжения и другими помехами, вызывает стресс у тех, кто эвакуируется из здания, пострадавшего от пожара.

См. также

Магистр Юлиан Ветер Влияние температуры пожара на величину напряжения питания приемников электрической энергии и условия защиты от поражения электрическим током (часть 2.) *)

В условиях пожара изменены требования по защите от поражения электрическим током. Основной причиной иного подхода в этом отношении по сравнению с установками, работающими в нормальных условиях, является ...

В условиях пожара изменены требования по защите от поражения электрическим током. Основной причиной иного подхода в этом отношении, по сравнению с установками, работающими в нормальных условиях, является эффект Видемана-Франца-Лоренца, который показывает, что теплопроводность увеличивается, а электропроводность токопроводящих проводов, питающих электрические устройства, под действием температуры .Это явление отрицательно сказывается на качестве напряжения, подаваемого на питаемые приемники... 9000 4

Михал Домин Системы обнаружения газа и правила пожарной безопасности

Системы обнаружения газа присутствуют во многих нормативных актах, где они используются для разных целей. Большинство правил требуют, чтобы они использовались в данном приложении или при определенных условиях....

Системы обнаружения газа присутствуют во многих нормативных актах, где они используются для разных целей. Большинство правил требуют, чтобы они использовались в данном приложении или при определенных условиях. Однако существуют ли какие-либо правила, определяющие, каким параметрам должна соответствовать данная система или как должна выглядеть установка?

Магистр Михал Свержевский Классификация потенциально взрывоопасных пылевых сред

При оценке риска взрыва в результате присутствия пыли от горючих материалов и часто материалов, обычно считающихся негорючими, т.е.металлов, необходимо учитывать их специфические свойства, ...

При оценке опасности взрыва в результате присутствия пыли горючих материалов и часто материалов, обычно считающихся негорючими, например металлов, необходимо учитывать их специфические свойства, свойства воздушно-пылевых смесей и пылевые отложения, лежащие на поверхности технологических устройств и комнатного оборудования. Взрывные свойства горючих газов и паров горючих жидкостей четко определяются видом газа или пара и их параметрами.Другое дело с...

Высокая температура, сопровождающая пожар, вызывает увеличение сопротивления силовых кабелей, и как следствие - падение напряжения и питание устройств, обеспечивающих эвакуацию, слишком низким напряжением, что приводит к снижению силы света источников света, снижение производительности насосов и вентиляторов и искажение сообщений, передаваемых через DSO.

В статье представлены требования стандартов и правил, касающиеся показателей качества электроэнергии, подаваемой потребителям, и помехи отдельных получателей, вызванные помехами, возникающими в сети электроснабжения.Во второй части статьи будут представлены основные методы устранения нарушений и повышения надежности электроснабжения с применением различных технических средств.

Электроснабжение и связанные с ним проблемы

Электроэнергия поставляется потребителям в виде переменного напряжения одно- и трехфазной синусоидальной формы, характеризующегося, в том числе, по следующим параметрам: частота, амплитуда, форма (содержание высших гармоник).Хотя напряжение, вырабатываемое в электростанции, почти идеальное, этого нельзя сказать о доходящем до пользователя, где возникают различные помехи, такие как импульсы и скачки напряжения, провалы напряжения, колебания частоты, перебои в подаче электроэнергии. На рис. 1. представлена ​​визуализация типичных нарушений напряжения, оказывающих существенное влияние на работу электрических устройств.

Источниками возмущения являются события, происходящие при передаче и распределении электроэнергии, вызванные атмосферными факторами (буря, осадки, мороз, ветер и др.), коммутационная деятельность и влияние электрической обстановки (аномалии в работе мощных устройств, работа других приемников с несинусоидальным энергопотреблением, сбои в сети и др.). Поэтому, несмотря на постоянное совершенствование распределительной сети и качества поставляемого «продукта», которым является электроэнергия, возникают нарушения, полное устранение которых технически невозможно.

Требования к качеству электроэнергии, указанные в стандартах и ​​правилах

На качество электроснабжения влияют два основных фактора: качество энергии и надежность энергоснабжения.

Параметры оценки качества электроэнергии указаны в стандарте PN-EN 50160:2005 . Параметры напряжения питания в распределительных сетях общего пользования [3] и PN-EN 61000 Электромагнитная совместимость [6]. Стандарт PN-EN 50160 [3] определяет параметры питающего напряжения и дает допустимые диапазоны их отклонений в точке общего присоединения в распределительных сетях низкого напряжения (номинальное линейное напряжение не выше 1000 В, а СН (номинальное линейное напряжение в диапазон от 1 кВ до 35 кВ) при нормальных условиях эксплуатации.Настоящий стандарт не устанавливает требования к условиям, относящимся к следующим ситуациям: короткое замыкание, временная подача электроэнергии, исключительные ситуации, не зависящие от поставщика:

• плохие погодные условия и состояния стихийных бедствий,
• вмешательство третьих лиц,
• нехватка питания из-за внешних событий,
• сбоев из-за отказа оборудования, которые поставщик не мог предвидеть.

Согласно стандарту PN-EN 50160 [3] параметры напряжения питания можно определить следующим образом:

• Напряжение питания (U _n ) - Среднеквадратичное значение напряжения в данный момент на разъеме силовой сети, измеренное за заданное время.
• номинальное напряжение - значение напряжения, определяющее и идентифицирующее электрическую сеть, к которой относятся определенные параметры, характеризующие ее работу,
• заявленное напряжение питания (U _c ) - в нормальных условиях равно номинальному напряжению (U _c = U _n ). Если в результате договора, заключенного между заказчиком и поставщиком, напряжение в разъеме отличается от номинального напряжения, то напряжение называется заявленным напряжением (У _в ),
• нормальные условия эксплуатации - режим работы распределительной сети, при котором выполняются требования по электроснабжению, включая коммутационные операции и устранение нарушений системой автоматической защиты, без исключительных обстоятельств, вызванных внешними воздействиями или факторами, не зависящими от поставщика,
• изменение значения напряжения - увеличение или уменьшение значения напряжения, обычно вызванное изменением общей нагрузки распределительной сети или ее части,
• помеха мерцания света - уровень визуального дискомфорта человека, вызванный мерцанием света, который является прямым результатом колебаний напряжения
• индикатор кратковременного мерцания (P _st ) - относится к периоду 10 минут и относится к одному источнику света,
• индикатор долговременного мерцания - относится к 2-х часовому тесту одного источника или группы приемников со случайным характером генерируемых помех.Он рассчитывается на основе измерения последовательности 12 последовательных значений P _st , происходящих за 2-часовой период, по соотношению:

, где 95% значения Р-индекса _lt , рассчитанного по этому соотношению для измерений, выполненных в течение недели, не должны превышать значения 1,

• провал напряжения - резкое снижение напряжения питания до значения в пределах от 90% до 1% заявленного напряжения U _c с последующим кратковременным повышением напряжения до прежнего значения (длительность падение принято условно от 10 мс до 1 минуты),
• сбой питания - состояние, при котором напряжение на разъеме электросети составляет менее 1% от заявленного напряжения Uc.Различают перебои в электроснабжении:
  - плановые - при заблаговременном информировании потребителей, направленные на проведение плановых работ в распределительной сети,
  - аварийные - вызванные различными случайными событиями,
• перенапряжения короткого замыкания промышленной частоты - относительно большой продолжительности, обычно несколько периодов промышленной частоты, в основном вызванные коммутационными операциями, внезапным снижением нагрузки или устранением короткого замыкания,
• переходные перенапряжения - кратковременные, колебательные или неколебательные, обычно сильно затухающие перенапряжения длительностью несколько миллисекунд или менее, обычно вызываемые молнией или коммутационными операциями,
• Гармоники напряжения - синусоидальное напряжение с частотой, равной суммарной частоте основной частоты питающего напряжения, определяемой:
  - индивидуально путем указания относительной амплитуды U _ч относящейся к напряжению основной составляющей U ₁ ,
  - суммарно, путем указания коэффициента искажения напряжения THD _U , рассчитанного по формуле:

• напряжение интергармоник - синусоидальное напряжение с частотой между гармониками, т.е.с частотой, не являющейся целым кратным частоты основной составляющей,
• асимметрия напряжения - состояние, при котором действующие значения фазных напряжений или углы между последовательными фазами в трехфазной сети не равны.

Основные требования к качеству электроэнергии, указанные в стандарте PN-EN 50160, представлены в таблице в таблице 1 и таблице 2.

На рис. 2 представлены графические иллюстрации параметров, используемых для оценки качества питающего напряжения.

Стандарт PN-EN 50160 [3] предоставляет только общие диапазоны значений питающего напряжения, которые поставщику экономически и технически возможно поддерживать в сетях общего пользования. Требования, содержащиеся в настоящем стандарте, относятся только к напряжению, измеренному в установочном соединении, и не учитывают падения напряжения, вызванные током нагрузки питаемых устройств.

Представленные требования во многих случаях неприемлемы для получателя. Если требуются более строгие условия, между поставщиком и грузополучателем необходимо заключить отдельный конкретный контракт.Во многих случаях невозможно по техническим причинам договориться об условиях электропитания, отвечающих ожиданиям заказчика, и необходимо установить источники аварийного напряжения (генераторная установка) и гарантированного напряжения (ИБП или телекоммуникационная электростанция) - в зависимости от потребностей.

Влияние колебаний напряжения на работу некоторых приемников электроэнергии

Колебания напряжения в сетях электроснабжения вызывают множество явлений, негативно влияющих на процесс эвакуации людей, оказавшихся в горящем здании из-за сбоев в работе средств эвакуации.Важны и психофизические воздействия, так как они снижают концентрацию эвакуированных и спасателей, принимающих участие в тушении пожара.

Эти помехи вызывают нарушения работы маршевых двигателей, системы речевого оповещения и мерцание источников света. Они также влияют на работу контакторно-релейных устройств, иногда вызывая отключение устройств, обеспечивающих эвакуацию с работы. Для правильной работы электрических устройств необходимо напряжение, близкое к номинальному значению.В зависимости от скорости изменения напряжения вводится понятие колебаний и колебаний напряжения. Отклонения напряжения — это относительно медленные изменения (ниже / с), а колебания — быстрые изменения напряжения, вызванные работой так называемых нестационарные нагрузки, характеризующиеся большой изменчивостью потребления реактивной мощности.

Отклонение напряжения — это разница между фактическим напряжением на клеммах приемника и номинальным напряжением относительно номинального напряжения [5]:

При U > U _n имеет место положительное отклонение, в противном случае - отрицательное отклонение.

Длительные отклонения могут привести к срабатыванию предохранительных устройств и, как следствие, к перебоям в электроснабжении, лишая функции эвакуационных вспомогательных устройств. Для того, чтобы представить влияние некачественной электрической энергии, подаваемой на питаемые электрические устройства, обеспечивающие эвакуацию, будет представлено влияние питающего напряжения на освещение и электродвигатели.

Освещение

Изменение в допустимых пределах напряжения питания (±10% U _n ), питающего источники света, вызывает изменение светового потока соответственно на 70% и 140% от номинального потока.Кроме того, длительное напряжение на 10 % выше номинального значения сокращает срок службы лампы на 25 %.

Газоразрядные лампы имеют гораздо меньшее влияние на величину светового потока. Изменения величины светового потока в зависимости от изменения напряжения питания можно выразить следующей формулой [5]:

где:

ϕ - фактическое значение светового потока,

ϕ _n - номинальное значение светового потока,

U - фактическое значение напряжения питания,

U _n - номинальное значение напряжения питания,

γ - коэффициент, принимаемый для ламп накаливания как (3,1–3,7) и для газоразрядных ламп как 1,8.

С другой стороны, срок службы (долговечность) источников света в зависимости от величины питающего напряжения можно определить из соотношения [5]:

где:

Д - срок службы лампы накаливания,

Д _н - долговечность при номинальном напряжении питания U _н .

На практике значение питающего напряжения изменяется постоянно, в зависимости от условий работы нагрузки питающей сети, поэтому положения стандарта PN-EN 50160 относятся к суточным изменениям напряжения, а не к его мгновенным значениям.Изменение относительной величины светового потока лампы накаливания и газоразрядной лампы, а также срока службы лампы накаливания в зависимости от изменения напряжения питания представлены на рис. 3 и рис. 4

Провалы напряжения, которые по сравнению с газоразрядными лампами с глубиной провала 45% гасятся, очень плохо влияют на работу источников света. Аналогичным образом, прерывание питания примерно на два периода (0,04 с) приведет к их гашению. Однако время, необходимое для их повторного возгорания, составляет от одной до нескольких минут.Здесь следует отметить, что в случае источников, которые эксплуатируются длительное время, описываемое явление возникает при провале напряжения глубиной всего 15 %.

Требования к аварийному освещению

Стандарт PN-EN 50172 (пункт 4.1) требует, чтобы аварийное освещение включалось не только в случае полного отказа основного источника освещения, но и в случае локального повреждения, например, повреждения конечного схема. По этой причине аварийные светильники включаются локально, даже в случае перегорания предохранителей в распределительных щитах освещения, что приводит к разрядке аккумуляторов в этих светильниках.

В настоящее время в Польше наиболее важным стандартом для аварийного освещения является PN-EN 1838: 2005 Применение освещения. Аварийное освещение. Этот стандарт является переводом стандарта EN 1838, действующего во всех государствах-членах Европейского Союза. Требования настоящего стандарта определяют минимальные значения, которым должны соответствовать системы аварийного освещения. Стандарт EN 1838 ссылается на другие стандарты, например, EN 60598-2-22 на арматуру аварийного освещения или EN 50172 на установки аварийного освещения.Эти стандарты также были переведены на польский язык и одобрены Польским комитетом по стандартизации.

В случае установки аварийного освещения с центральной батареей провода и кабели с креплениями должны быть огнестойкими, с указанием времени огнестойкости, в течение которого должно работать аварийное освещение, в соответствии с положением Постановления министра инфраструктуры от 12 апреля 2002 г. о требованиях к зданиям и их расположению, которые должны им соответствовать (Вестник законов № 75, ст.690 - раздел IV, гл. 8, § 187, раздел 3).

Электродвигатели

Для электродвигателей изменение напряжения питания проявляется изменением крутящего момента, который зависит от квадрата напряжения питания. На практике пуск двигателей проходит плавно при напряжении питания не ниже 0,85 U _n , при так называемом тяжелый пуск, и при значении напряжения питания не менее 0,7 U _n , с т.н.легкий пуск.

В случае длительной работы с напряжением, значение которого отличается от номинального значения, определенного стандартом PN-EN 50160 как допустимые значения (± 10% U _n ), это может иметь негативные последствия. Крутящий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения питания, что можно выразить уравнением [5]:

где:

M - фактический крутящий момент двигателя, в [Нм],

M _n - номинальный крутящий момент, в [Нм],

U - фактическое напряжение питания, [В],

U _n - номинальное напряжение двигателя, [В].

Таким образом, небольшое снижение напряжения питания вызывает значительное снижение крутящего момента двигателя. Например, снижение напряжения на двигателе всего на 10 % снижает крутящий момент на 19 %:

Изменение крутящего момента вызывает небольшое снижение скорости вращения двигателя, что приводит к увеличению тока, потребляемого от источника питания. Увеличение тока вызывает увеличение потерь и нагрев обмоток, что в свою очередь может привести в крайних случаях к разрушению изоляции обмоток.Аналогичные эффекты вызывает повышение напряжения выше номинального значения.

Для напряжения 1,1 U _n это будет перегрузка, которая вызовет срабатывание тепловой защиты. С другой стороны, при напряжении 0,9 U _n сработает защита от перегрузки из-за чрезмерного энергопотребления. Снижение крутящего момента двигателя в результате снижения напряжения питания снижает мощность насосов и вентиляторов, что снижает эффективность дымоудаления из путей эвакуации.Моментные характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором для различных значений напряжения питания приведены на рис. 5.

Любые провалы напряжения могут вызвать нежелательное срабатывание устройств защиты двигателя от провалов напряжения и, как следствие, лишить функции опорных эвакуационных устройств. Параметры короткого замыкания питающей сети оказывают существенное влияние на правильную работу электродвигателя. Слишком высокое значение импеданса цепи питания приводит к чрезмерному падению напряжения, что приводит к длительному снижению напряжения питания на клеммах двигателя при нормальной работе. В таблице 3. показано влияние отклонений напряжения от номинального значения на некоторые параметры асинхронных двигателей, нагруженных номинальной мощностью.

Силовые кабели

Под воздействием высокой температуры ухудшаются параметры КЗ в цепях, питающих опорные эвакуационные устройства, за счет увеличения их сопротивления.

В соответствии со стандартом EN 1363-2:1999 [9] для имитации течения пожаров в помещениях определены следующие кривые «температура-время»:

• стандартная кривая,
• углеводородная кривая,
• внешняя кривая,
• параметрических кривых,
• туннельных кривых.

Наиболее известной является стандартная кривая «температура-время», представляющая горение целлюлозы, которая обычно используется при огневых испытаниях зданий. Кривая описывается следующим уравнением:

где:

Т - температура, в [°С],

t - время, в [мин].

Пример стандартной кривой, отражающей развитие температуры при возгорании целлюлозы, т. е. при пожарах, где топливом в основном являются древесина и древесноподобные материалы, представлен в на рисунке 6.

При пожаре в здании температура примерно через 30 минут после его возникновения достигает среднего значения около 800 °С и имеет тенденцию к небольшому увеличению вместе с продолжительностью пожара:

• через 30 минут температура достигает примерно 822°C,
• через 60 минут температура достигает примерно 928°C,
• через 90 минут температура достигает примерно 955°C.

Особую группу пожаров составляют пожары в тоннелях сообщения, которые выделяются как сооружения по:

• длина, которая непропорционально велика по сравнению с другими размерами туннеля,
• противопожарная вентиляция в зависимости от длины тоннеля,
• незначительный отвод тепла наружу.

Из-за малой теплоотдачи наружу и эффекта дымохода температуры пожаров в туннелях достигают самых высоких значений среди всех пожаров в зданиях. Эти пожары имитируются туннельными кривыми: немецкий RABT и голландский Rijkswaterstaat. Обе кривые представлены на рис. 7.

Под действием высокой температуры обычно используемые провода в электроустановке разрушаются, поэтому для питания устройств пожаротушения следует применять кабели и провода, рассчитанные на работу при высоких температурах.При выборе сечений кабелей, питающих электрооборудование, работа которых необходима при пожаре, следует учитывать увеличение сопротивления, вызванное действием температуры пожара. Увеличение сопротивления проводов, вызванное действием высокой температуры, следует непосредственно из закона Видемана-Франца, установленного экспериментально в 1853 г. и подтвержденного 20 лет спустя датским физиком Лоренцем [21]:

где:

γ - проводимость проводника, Вт [-],

λ - коэффициент теплопроводности проводника,

L - постоянная Лоренца (L = 2,44 10 90 345 –8 90 346 Вт Ом K 90 345 -2 90 346),

T - температура проводника, в [K].

Обобщением закона Видемана-Франца является экспоненциальная формула, позволяющая непосредственно определить сопротивление проводника при температуре выше 20°С [21]:

где:

R _Tk - сопротивление кабеля при температуре T _k , в [Ом],

T _k - конечная температура для расчета сопротивления кабеля R _Tk , w [K],

R ₂₀ - сопротивление кабеля при 20°С, в [Ом].

Рисунок 8. показывает ход изменения сопротивления провода в зависимости от температуры по уравнению (8).

Повышение сопротивления силовых кабелей под воздействием температуры вызывает ухудшение условий защиты от поражения электрическим током и увеличение перепадов напряжения, что в свою очередь приводит к ухудшению качества подаваемой электроэнергии, питающей эвакуационные опорные устройства. Чрезмерное падение напряжения вызывает значительное ухудшение работы этих устройств. Источники света уменьшают интенсивность света.Электродвигатели приобретают меньшие крутящие моменты, а элементы автоматики подвержены возмущениям, что может привести к выходу устройств из строя.

Для нейтрализации влияния этого неблагоприятного явления силовые кабели должны иметь запас по размеру до величины, которая под воздействием температуры позволит получить параметры, аналогичные параметрам кабелей в нормальных (непожарных) условиях. Необходимое сечение провода следует определять по упрощенным формулам (подходящим для SCu≤50 мм ² или SCu≤70 мм ² ), учитывающим коэффициент повышения сопротивления от температуры [1]:

для однофазной цепи (схема 9)

где:
U _nf - номинальное фазное напряжение, [В],

- коэффициент увеличения сопротивления кабеля от температуры, в [-],

для трехфазной цепи (схема 10)

Дисбаланс напряжения

Асимметрия системы питания оказывает большое влияние на правильную работу двигателей и других симметричных трехфазных приемников.Мерой асимметрии в системах электроснабжения является коэффициент асимметрии, представляющий собой частное положительной и отрицательной составляющих. Обратная последовательность вызывает образование в двигателях момента обратной последовательности, что снижает полезный момент, так как импеданс двигателей обратной последовательности значительно ниже, чем прямой последовательности , даже малое значение обратной последовательности вызывает значительное увеличение тока обратной последовательности, что приводит к уменьшению полезного крутящего момента двигателя и, следовательно, к снижению производительности приводимых насосов и вентиляторов.Мерой небаланса является коэффициент дисбаланса К, который представляет собой отношение обратной и/или нулевой последовательности к прямой последовательности напряжения или тока [5]:

где:

K _2U - Коэффициент несимметрии напряжения обратной последовательности,

K _0U - коэффициент асимметрии последовательности напряжений,

K _2I - коэффициент дисбаланса токовой составляющей,

K _0I - Текущий коэффициент дисбаланса нулевой последовательности,

U ₁ - напряжение прямой последовательности,

U ₀ - значение нулевой последовательности напряжения,

I ₁ - значение тока прямой последовательности,

I ₀ - текущее значение нулевой последовательности.

Токи обратной последовательности закручивают поток в направлении, противоположном направлению тока прямой последовательности, в результате чего тормозные моменты не позволяют двигателю развивать полный крутящий момент. Уменьшение крутящего момента двигателя снижает эффективность насосов и вентиляторов, приводимых в действие двигателем с асимметричным напряжением.

Основной причиной асимметрии является питание однофазных нагрузок, которые по-разному нагружают отдельные фазы питающей сети.В случае использования регулируемых приводов при провалах напряжения появляются сильные помехи. Провалы напряжения приводят к отключению этих приводов в результате срабатывания автоматики, что приводит к лишению функций устройств, поддерживающих эвакуацию.

Гармоники, интергармоники и субгармоники и их влияние на работу приборов и установок

Гармоники

Часто встречающиеся на практике переменные токи не совсем синусоидальны и отклоняются от нее в большей или меньшей степени.Причины этого могут крыться как в источниках питания, так и в приемниках. В идеальной системе электроснабжения без помех формы тока и напряжения имеют синусоидальную форму. При наличии нелинейных нагрузок в системе электроснабжения формы сигналов тока и напряжения искажаются от синусоид. Простейшим примером является двухполупериодный выпрямитель с конденсатором, показанный на рис. 9 .

На практике каждое электронное устройство, силовая электроника или энергосберегающий светильник вызывает протекание тока по форме, существенно отличающейся от синусоидальной.Из-за широкого использования этих устройств линейные приемники постепенно выводятся из эксплуатации, поэтому проблема искаженных сигналов стала обычным явлением.

Согласно теории Фурье, каждый периодический несинусоидальный сигнал может быть представлен в виде суммы постоянной составляющей и ряда синусоидальных составляющих с разными частотами, кратными частоте периодической величины. Пример искаженного сигнала, содержащего 1. и 3.гармоника показана в на рисунке 10.

Составляющие тока, питающие нелинейные нагрузки - I _(n) вызывают падение напряжения на эквивалентном сопротивлении питающей сети Z _{s (n)} ΔU _(n) = Z _{s (n)} I _(н) . Вызывает искажение напряжения в точке общего присоединения (ТОП) ( рис. 11. ).

Наиболее полную информацию дает набор, определяющий порядки амплитуд (среднеквадратические значения) и фазы отдельных гармоник.В документах по стандартизации используются следующие термины: величина искажений:

Коэффициент напряжения n-гармоники

где:
U ₁ - основная гармоника напряжения,

текущий коэффициент доли n-гармоники

где:
I ₁ - основная гармоника тока,

общий коэффициент искажения напряжения THD _U (формула 13)

общий коэффициент искажения тока THD _I (формула 14)

Мощность периодических несинусоидальных токов можно выразить следующими уравнениями:

где:

I _k - действующее значение тока k-й гармоники,

U _k - Действующее значение напряжения k-й гармоники,

P _k - активная мощность k-й гармоники,

Q _k - реактивная мощность k-й гармоники.

Более того, равенство:

, что означает, что в дополнение к активной и реактивной мощности существует также мощность деформации D. Это приводит к тому, что общая мощность, потребляемая нелинейными нагрузками, больше, чем при питании линейных нагрузок той же мощности, что приводит к увеличению Потребляемый ток. Примеры искаженных форм тока показаны на Рис. 12 .

В линейных энергосистемах, питающих нелинейные нагрузки, может возникнуть резонанс на частоте определенной гармоники, если выполняется следующее условие:

где:

L - индуктивность резонансного контура, Вт [Гн],

С - емкость резонансного контура, в [С],

k - номер гармоники, на которой возникает резонанс,

ω = 2 π f - пульсация,

f - частота первой гармоники (для электросети f = 50 Гц).

В случае возникновения резонанса на частоте k-й гармоники ток, протекающий от источника, ограничивается только сопротивлением цепи:

где:

U - среднеквадратичное значение искаженного напряжения, в [В],

Ом - сопротивление резонансного контура, в [Ом].

Его значение может достигать значительных значений из-за усиливающего действия резонансного контура. Такая ситуация представляет серьезную угрозу для установки, в случае неправильно подобранных сечений кабелей или неконтролируемого срабатывания защит, что приведет к лишению питаемых устройств их функции.Примером может служить резонанс, возникший на одной из насосных станций, где был резонанс на 41-й гармонике, и пока не была найдена причина, часто срабатывали защиты.

Высшие гармоники, создаваемые нелинейными нагрузками, подаются в приемную установку, которая подает их на нагрузки, соединенные треугольником по трем фазам.

В этих приемниках третья гармоника циркулирует по обмоткам ( рис. 13 ) и вызывает дополнительные потери, которые снижают крутящий момент двигателей, приводящих в действие пожарные насосы и пожарные вентиляторы.Влияние крутящего момента, создаваемого гармониками, на механические характеристики двигателя показано на рис. 14 .

Интергармоники и субгармоники

A. Интергармоники – это токи или напряжения, частота которых не является целым кратным основной частоты сети:

где:

f - интергармоническая частота,

f ₁ - частота основной гармоники,

n - целое число больше нуля.

A. Субгармоники являются частным случаем интергармоник. Их частота ниже основной частоты:

Интергармоники могут проявляться как дискретная частота или как широкополосный спектр.

Источниками интергармоник являются быстрые изменения тока в устройствах и установках, которые также могут быть источником колебаний напряжения. Эти помехи генерируются в переходных режимах нагрузками, работающими в непрерывном или кратковременном режиме, или в результате амплитудной модуляции токов или напряжений.Источником интергармоник являются также процессы асинхронного соединения полупроводниковых элементов в статических преобразователях. Основные источники генерации интергармоник:

Дуговые устройства
• ,
• электроприводы с переменной нагрузкой,
• статические преобразователи, включая, в частности, прямые и непрямые статические преобразователи частоты,
• колебаний, возникающих в процессах соединения конденсаторов и трансформаторов.

Основной причиной образования интергармоник в работающих двигателях являются щели в магнитопроводах статора и ротора. Заметен их рост интергармоник при насыщении магнитопровода. Источником интергармоник, генерируемых двигателями, также может быть естественная асимметрия магнитной цепи двигателя. С другой стороны, быстрые изменения нагрузки двигателя могут генерировать субгармоники. К эффектам присутствия интергармоник относятся:

• тепловой эффект,
• Низкочастотные колебания в механических системах,
• нарушение работы люминесцентных ламп и электронного оборудования,
• помехи сигналам управления и защиты в ЛЭП,
• перегрузка пассивных фильтров гармоник,
• телекоммуникационные помехи,
• акустический шум,
• насыщение трансформаторов тока,
• Среднеквадратичное значение изменения напряжения,
• свет мерцает.

Хотите быть в курсе? Подпишитесь на наши новости!

теги:

Фотогалерея

ГЛОССАРИЙ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ

А

Ампер (А) - единица измерения электрического заряда поверхности в единицу времени.

Ампер-час (Ач) - мера емкости первичных элементов, включая электрические батареи. Он определяет способность этой батареи питать электрическую цепь заданной мощности в течение заданного периода времени.

Поглощение - Поглощение энергии солнечного света солнечным коллектором, где эта энергия распределяется.

Фотогальваническая батарея - позволяет накапливать энергию, произведенную в течение дня, и использовать ее в то время, когда нет солнечного излучения, например, ночью.

Амперметр - Измерительный прибор для проверки силы электрического тока.

Азимут в фотовольтаике - юг, что является наиболее благоприятным направлением с точки зрения эффективности фотоэлементов.Азимутальный угол означает отклонение поверхности фотоэлектрической панели от южного направления.

Автономная фотоэлектрическая система - происходит, когда фотоэлектрическая установка полностью удовлетворяет потребности объекта в электроэнергии. Энергия, вырабатываемая установкой, сохраняется в аккумуляторах, откуда ее можно использовать в любое время суток.

Автономная фотоэлектрическая система, подключенная к сети - домохозяйство, работающее от фотоэлектрических модулей, может быть подключено к местной электросети, что позволит использовать энергию в случае отсутствия или низкой выработки энергии от фотоэлектрической станции.

B

Солнечная батарея - набор полупроводниковых элементов для прямого преобразования энергии солнечного излучения в электрическую.

BIPV (строительные интегрированные фотоэлектрические элементы) - это фотоэлектрические модули, предназначенные для интеграции со зданием, которые являются альтернативой традиционным строительным материалам, используемым в кровле или фасадах.Интеграция фотоэлектрических элементов со строительными конструкциями.

Энергетический баланс здания - это сравнение прироста тепловой энергии с ее потерями. Этот расчет является основой для создания энергоэффективного дома. Люди, которые инвестируют в строительство дома, и особенно те, кто решается на энергосберегающее или пассивное здание, хотят, чтобы доля выигрыша энергии была как можно выше, а потери - как можно меньше.

C

Чистая энергия - возобновляемая энергия, созданная с использованием возобновляемых источников энергии, т.е.солнце, ветер, вода (реки, приливы и морские волны), земля (геотермальная энергия), воздух (аэротермальная энергия, а также атомная энергия в замкнутом топливном цикле, биомасса, биогаз и биожидкости. Противоположностью возобновляемых источников энергии являются не -возобновляемые источники энергии, т.е. ресурсы которых регенерируются очень медленно или вообще не регенерируются: сырая нефть, уголь, природный газ и уран, добываемые из полезных ископаемых

Общее излучение - сумма общего количества света от солнца.

Тонкопленочные элементы 2-го поколения - изготовлены путем нанесения тонких слоев таких материалов, как: теллурид кадмия, аморфный кремний и смеси меди, индия, галлия и селена. Благодаря очень тонкому слою (от 0,001 до 0,08 мм) элементы этого поколения значительно дешевле элементов из кристаллического кремния. Полупроводники в этих ячейках осаждаются методами осаждения из паровой фазы, напыления и эпитаксии. Клетки второго поколения могут быть очень гибкими, поэтому их можно использовать в качестве строительных элементов.Они являются альтернативой ячейкам 1-го поколения.

Тонкопленочные элементы третьего поколения - основаны на совсем других технологиях и не основаны на p-n полупроводниковых переходах. Эти типы клеток являются инновационными. Из-за того, что эти элементы находятся в стадии испытаний, их эффективность и срок службы все еще низки. Самым большим преимуществом клеток 3-го поколения является чрезвычайно низкая стоимость производства и нетоксичность. Вы можете заменить такие ячейки, как:

• • • Dye (в разделе исследования)
    • Полимер (III Generation, в разделе исследования)

E

• • • вы проживаете или проживаете на территории государства-члена Европейского Союза, Швейцарии, Турции или государства-члена Европейской ассоциации свободной торговли (ЕАСТ) - участников Соглашение о Европейском экономическом пространстве – т.е. Норвегия, Исландия и Лихтенштейн
    • у вас есть финансовые ресурсы, которые гарантируют надлежащее ведение вашего бизнеса, или вы можете документально подтвердить возможность их получения
    90 091 у вас есть технические возможности, гарантирующие надлежащее ведение бизнеса
    • вы наймете людей с соответствующей профессиональной квалификацией в области эксплуатации сетей и оборудования и установок
    • вы получили решение о состоянии строительства и благоустройства территории
    • вы не имеете задолженности по уплате налогов, составляющих доход государства бюджет.В качестве альтернативы вам предоставлено освобождение, отсрочка или рассрочка уплаты налоговой задолженности либо исполнение решения компетентного налогового органа приостановлено в полном объеме вам следует решить этот вопрос

      Получите лицензию, прежде чем начать производить электроэнергию из возобновляемых источников энергии.

      Где вы будете решать этот вопрос
      Услугу можно получить в главном офисе и местных отделениях Управления по регулированию энергетики

      Что такое фотоэлектрические фермы - солнечные электростанции?
      – это специально отведенные участки местности с установленными установками панелей, преобразующих солнечную энергию в электрическую.Их можно использовать в личных целях (крупные производственные предприятия, сельскохозяйственные производители) или производить энергию для других получателей. Они производят электроэнергию и передают ее в энергосистему. Обычно они имеют мощность от 0,5 до нескольких или десятков мегаватт (МВт) и снабжают энергией более крупные территории, например, коммуну, район или регион. Фермы работают только днем ​​и требуют хранения или передачи произведенной электроэнергии.

      Сколько времени занимает возврат установки?

      Возвратность установки обусловлена ​​следующими факторами:

      • • • количество потребляемой энергии
          • расположение крыши по отношению к направлению света установленная мощность фотогальванических элементов установленная установка
          • оптимальный выбор установки
          • стоимость установки

      Как правило, окупаемость составляет от 4 до 6 лет, хотя во многих случаях общий возврат составляет уже 3 года после установки.

      Как долго будет работать фотоэлектрическая установка?

      Срок службы фотоэлектрической системы очень велик. Большинство производителей гарантируют, что производительность не будет снижена более чем на 90% от первоначальной эффективности в течение 25 лет.

      Будет ли установка производить электроэнергию зимой и не нужно ли будет доплачивать за энергию?

      Имея фотогальваническую систему, мы одновременно являемся потребителем и производителем энергии.Летом производится излишек электроэнергии, которую мы собираем зимой (при пониженной инсоляции) из обычных источников. Зимой мы не доплачиваем за потребление электроэнергии больше, чем вырабатывается нашей системой.
      Принцип расчета: Отдавая 100 единиц энергии, мы забираем 80% ее в период пониженной инсоляции. Наценка на передачу и хранение энергии составляет 20%.

      Какова типичная эффективность монокристаллических и поликристаллических панелей?

      Монокристаллические панели считаются наиболее эффективными.Как правило, они достигают эффективности от 16% до 22%. Поликристаллические панели имеют эффективность от 14% до 16% и обычно дешевле, чем их монокристаллические аналоги.

      .

      Максимальное и минимальное напряжение сети - фотогальваника.

      Напряжение фотоэлектрической системы

      Фазное напряжение, т.е. напряжение, измеренное между данной фазой и нейтралью генератора, составляет 230 В в Польше для бытовых розеток. Допускаются колебания напряжения в пределах +-10%. Поэтому при появлении в сети напряжения более 253В инвертор должен инициировать защитные меры, т.е. либо уменьшить мощность установки, либо сам выключить/сбросить.

      Максимальная мощность постоянного тока — это наибольшая мощность, которую устройство может подать в сеть. В свою очередь, диапазон напряжения МПП информирует нас о рабочих напряжениях, при которых возможно преобразование энергии от панелей в напряжение для электрической сети инвертором. Он также определяет максимальное количество панелей, которое рекомендуется для данной установки, чтобы избежать последствий перегрева и отказа системы.

      Фотогальваническая установка и повышение напряжения в сети

      Безопасна ли фотоэлектрическая установка для локальной сети ? Высокое постоянное напряжение, используемое в установке, может вызвать пожар и создать риск поражения электрическим током для тех, кто занимается обращением с панелями и монтажными работами.Чтобы минимизировать риск, необходимо применять строгие меры предосторожности для обеспечения безопасной и эффективной работы системы, адаптированной к местным условиям. Современным решением на фотоэлектрическом рынке являются высококачественные микроволны , которыми пользуются специалисты Sunny Tech. Микроволны не только оптимизируют работу системы, чтобы максимально повысить эффективность получения и использования электроэнергии, но и используют безопасное напряжение (до 253В) в отличие от стринг-инверторов.

      Большое количество установок на небольшой площади также является проблемой для операторов распределительных систем, которые отстают с внедрением новых систем в электросети. Тем не менее до сих пор не возникало проблем, связанных с соблюдением разрешенных в установках параметров, особенно когда речь идет об использовании безопасных и простых в управлении микроустановок. Однако с ростом популярности фотогальваники стоит подумать о будущем, т.е.путем раннего уведомления о планируемых инвестициях. Это позволит сетевым операторам подготовить сотрудников, счетчики и финансы к новым ячейкам и тем самым избежать рисков, связанных с повышением напряжения в сети. Хотя этот процесс может показаться сложным, далеко идущие сбережения и здоровье планеты того стоят. Если вы все еще не уверены, почему стоит инвестировать в солнечные фермы, ознакомьтесь с другими статьями на Sunny Tech!

      .

      ---

      Смотрите также

      • 
        Схема дымохода для газового котла
      • 
        Поплавки для понтона
      • 
        Чем заварить чугун в домашних условиях
      • 
        Укладка кафеля в ванной своими руками
      • 
        Фильтр для воды кран
      • 
        Жаропрочный клей для плитки на печи
      • 
        Как класть инфракрасный теплый пол под ламинат
      • 
        Цвета электропроводов при подключении
      • 
        Чтобы в холодильнике не было запаха
      • 
        Плавка это
      • 
        Большой холодильник с двумя дверями