Домой Электрика Измерение электрических параметров

Измерение электрических параметров

92
0

Измерение электрических параметров

При измерении значений интересующих параметров необходимо знать:

  • напряжение измеряется при параллельном подключении щупов тестера к источнику (электророзетке, клеммам аккумулятора);
  • ток измеряется в разрыве электрической цепи;
  • сопротивление, емкость, индуктивность — при подключении щупов к выводам объекта, параметры которого необходимо замерить.

При этом точность проведения замеров для бытовых тестеров обычно составляет 1,0%…3,0%, что вызвано схемотехническими решениями и используемыми электронными деталями. Рассмотрим процедуру различных измерений.

Постоянное и переменное напряжение

Постоянное и переменное напряжение измеряется следующим образом.

Подключаем штекера к гнездам на лицевой панели:

  • черный провод к минусовому (массовому) гнезду, обозначенному значком , «COM» или «»;
  • красный к гнезду «DCV» при измерении постоянного напряжения или к «АCV» — для переменного напряжения;
  • вращением рукоятки переключателя выбираем нужный диапазон;
  • подключаем щупы к контактам (клеммам, гнездам) измеряемого источника;
  • считываем величину напряжения с дисплея.

На точность измерения переменного напряжения влияет сопротивление диодов, которые преобразуют его в постоянное. Однако обычно точность замера вполне достаточна для бытовых нужд.

386fda992ffefedfdead3458eb79776d.jpgТипы тестер-отверток

При определении величины тока

При определении величины тока штекера к прибору присоединяются аналогично, а щупы подключаются в разрыв цепи, например, между лампочкой и аккумулятором, или  и сетевой розеткой

При этом достаточно важно определить диапазон измерений, ибо повышенный уровень тока, протекающего через прибор, может привести к его поломке.

Поэтому в некоторых моделях для замера больших значений переменного и постоянного тока имеются отдельные гнезда или значения на шкале переключателя, обозначаемые как «DC10А» или «АC20А».

Измерение сопротивления

Измерение сопротивления резистора, нити накаливания лампы или электроплиты должно проводиться на обесточенном объекте. Для измерения значения выполняем следующие действия:

  • переключатель прибора переводим в диапазон, обозначенный «Ω»;
  • подключаем щупы к концам резистора или контактам электролампочки;
  • считываем с дисплея величину замера.

Для повышения достоверности результата измерение конкретного образца следует провести при различных положениях переключателя диапазона. Аналогично можно определить обрыв провода. Если прибор показывает нулевое значение, значит провод исправен. Если показания скачут или не определены возможен обрыв провода.

a08806e81c1512e7f205140d006f9085.jpg

Прозвонка диодов

Прозвонку диодов также проводят в режиме измерения сопротивления. К выводам диода поочередно подключают красный и черный щупы. В одном случае сопротивление будет достаточно большим, во втором находится на уровне сотен ом — нескольких килоом.

Уже эта процедура позволяет определить отсутствие или наличие пробоя «р-n» — перехода. Если тестер при подключении к диоду показывает значение в омах — килоомах, значит красный щуп соединен с анодом электронного прибора.

Виды тока и единицы измерения

Ток бывает двух видов:

  • Постоянный — это тот, что не меняется со временем.
  • Переменный — это тот, что находится в розетке.

4790a37ae6ed05126995eac53fda6280.jpgОбычные батарейки или аккумуляторы телефонов выдают именно постоянный. А переменный может изменяться. Когда вы включаете в одну розетку настольную лампу, которой не требуется большая сила, и вместе с ней включаете, например, мощный пылесос, то работают оба прибора, так как ток в сети переменный, в отличие от напряжения, он «подстроился» под приборы. Если бы он был постоянным, то в зависимости от его величины у вас либо сгорит лампа, либо не заработает пылесос.

Измеряется в амперах (А) — эта единица измерения одна из основных в СИ, обозначается величина английской буквой I.

Сила может измеряться основными и вспомогательными единицами:

  • Ампер (А).
  • миллиампер (мА) — это одна тысячная ампера.
  • микроампер (мкА) — одна миллионная ампера.

Если в замкнутой простой цепи проходит постоянный тoк, то в каждом месте цепи за секунду или минуту проходит абсолютно равное его количество, так как он не может накапливаться в отдельных участках цепи. Если рассматривать сложные цепи, то это правило тоже работает, но уже для отдельных участков цепи, которые можно считать простыми.

Количество его измеряется в кулонах. Если через поперечное сечение проводника за одну секунду проходит точно один кулон — то это один ампер. Для нахождения её можно использовать специальные приборы либо формулы.

Величина измерения

Основной электротехнической единицей является мощность. Для того чтобы определить, в чем измеряется мощность электрического тока, нужно изучить основные характеристики этой величины. По законам физики ее измеряют в ваттах. В условиях производства и в быту величина переводится в киловатты. Вычисления крупных мощностных масштабов требуют перевода в мегаватты. Такой подход практикуется на электростанциях для получения электрической энергии. Работа исчисляется в джоулях. Величина определяется следующими соотношениями:

  • 1 Джоуль равен 1 Ватту, умноженному на 1 секунду;
  • 1 кДж = 1000 Дж;
  • 1Мдж = 1000000 Дж;
  • 1 ватт/час = 1 киловатт/час;
  • 1 кВт * ч = 1000 Вт * 3600 с = 3600000 Дж.

Потребительская мощностная сила обозначается на самом электроприборе или в паспорте к нему. Определив этот параметр, можно получить значения таких показателей, как напряжение и электрический ток. Используемые показатели указывают, в чем измеряется электрическая мощность, они могут выступать в виде ваттметров и варметров. Реактивная сила показателя мощности определяется фазометром, вольтметром и амперметром. Государственным эталоном того, в чем измеряется мощность тока, считается частотный диапазон от 40 до 2500 Гц.

На практике измерить мощность тока

Намекнули, можно воспользоваться токовыми клещами. Прибор позволит определить крейсерские параметры дрели. Разгон можно засечь только при многократных опытах, процесс чрезвычайно быстрый, частота смены индикации не выше 3-х раз в секунду. Токовые клещи демонстрируют погрешность. Практика показывает: достичь погрешности, указанной в паспорте, сложно.

Чаще для оценки мощности используют счетчики (для выплат компаниям-поставщикам), ваттметры (для личных и рабочих целей). Стрелочный прибор содержит пару неподвижных катушек, по которым течет ток цепи, подвижную рамку, для заведения напряжения путем параллельного включения нагрузки. Конструкция рассчитана сразу реализовать формулу полной мощности (см. рис.). Ток умножается на напряжение и некий коэффициент, учитывающий градуировку шкалы, также на косинус сдвига фаз между параметрами. Как говорили выше, сдвиг умещается в пределах 90 — минус 90 градусов, следовательно, косинус положителен, крутящий момент стрелки направлен в одну сторону.

Отсутствует возможность сказать индуктивная ли нагрузка или емкостная. Зато при неправильном включении в цепь показания будут отрицательными (завал набок). Произойдет аналогичное событие, если потребитель вдруг станет отдавать мощность обратно нагрузке (бывает такое). В современных приборах происходит нечто подобное же, вычисления ведет электронный модуль, интегрирующий расход энергии, либо считывающий показания мощности. Вместо стрелки присутствует электронный индикатор и множество других полезных опций.

Особые проблемы вызывают измерения в асимметричных цепях с изолированной нейтралью, где нельзя прямо складывать мощности каждой линии. Ваттметры делятся принципом действия:

  1. Электродинамические. Описаны разделом. Состоят из одной подвижной, двух неподвижных катушек.
  2. Ферродинамические. Напоминает двигатель с расщепленным полюсом (shaded-pole motor).
  3. С квадратором. Используется амплитудно-частотная характеристика нелинейного элемента (например, диода), напоминающая параболу, для возведения электрической величины в квадрат (используется в вычислениях).
  4. С датчиком Холла. Если индукцию сделать при помощи катушки пропорциональной напряжению магнитного поля в сенсоре, подать ток, ЭДС будет результатом умножения двух величин. Искомая величина.
  5. Компараторы. Постепенно повышает опорный сигнал, пока не будет достигнуто равенство. Цифровые приборы достигают высокой точности.

В цепях с сильным сдвигом фаз для оценки потерь применяется синусный ваттметр. Конструкция схожа с рассмотренной, пространственное положение таково, что вычисляется реактивная мощность (см. рис.). В этом случае произведение тока и напряжения домножим на синус угла сдвига фаз. Реактивную мощность измерим обычным (активным) ваттметром. Имеется несколько методик. Например, в трехфазной симметричной цепи нужно последовательную обмотку включить в одну линию, параллельную – в две другие. Затем производятся вычисления: показания прибора умножаются на корень из трех (с учетом, что на индикаторе произведение тока, напряжения и синуса угла между ними).

Методика двух ваттметров

Для трехфазной цепи с простой асимметрией задача усложняется. На рисунке показана методика двух ваттметров (ферродинамических или электродинамических). Начала обмоток указаны звездочками. Ток проходит через последовательные, напряжение с двух фаз подается на параллельную (одно через резистор). Алгебраическая сумма показаний обоих ваттметров складывается, умножается на корень из трех для получения значения реактивной мощности.

Как измерять силу тока в электрической цепи амперметром

Силу тока приходится измерять гораздо реже, чем напряжение или сопротивление, но, тем не менее, если нужно определить потребляемую мощность, то не зная величину потребляемого тока, мощность не определить. Для измерения силы тока применяется измерительный прибор, который называется Амперметр .

Ток, как и напряжение, бывает постоянным и переменным и для измерения их величины требуются разные измерительные приборы. Обозначается ток буквой I. а к числу, чтобы было ясно, что это величина тока, приписывается буква А. Например, I=5 A обозначает, что сила тока в измеренной цепи составляет 5 Ампер.

На измерительных приборах для измерения переменного тока перед буквой А ставится знак «

«, а предназначенных для измерения постоянного тока ставится « «.Например, –А означает, что прибор предназначен для измеренная силы постоянного тока. О том, что такое ток и законы его протекания в популярной форме Вы можете прочитать в статье сайта «Закон силы тока». Перед проведением измерений настоятельно рекомендую ознакомиться с этой небольшой статьей. На фотографии Амперметр, рассчитанный на измерение силы постоянного ток величиной до 3 Ампер.

0803e7f8a4e4b442a6a60df18758cb89.jpg

Согласно закону, ток идет по замкнутой цепи и в любой точке цепи одинаковой величины. Следовательно, чтобы измерять величину тока, нужно прибор подключить, разорвав цепь в любом удобном месте. Надо отметить, что при измерении величины тока не имеет значение, какое напряжение приложено к электрической цепи. Источником тока может быть и батарейка на 1,5 В, автомобильный аккумулятор на 12 В или бытовая электросеть 220 В или 380 В.

bcb2bc5aeabf46ed7a93ff9154d182e4.jpg

Приступая к измерению силы тока в цепи необходимо, как и при любых других измерениях, подготовить прибор, то есть установить переключатели в положение измерения тока с учетом рода его, постоянного или переменного. Если не известна ожидаемая величина тока, то переключатель устанавливается в положение измерения максимальной величины тока.

Электротоки природного происхождения

В современном городе человек постоянно находится под воздействием электромагнитных полей, разрядов. Значение разрядов, создаваемых промышленным оборудованием и машинами, имеет небольшие величины, которые не чувствуются человеком.

Молния

Каждый человек видел молнию в процесс е непогоды, она получается от трения воздушных слоев в оболочке Земли, которые электризуются, облако выполняет функцию накопителя электрического разряда. При достижении большого значения разряда между разными по знаку зарядами происходит разряд — молния, она же электрическая искра. Этот вид разряда происходит между облаками или Землей и облаком. Когда облако в нижней кромке своей имеет отрицательный заряд (-), а Земля позиционируется положительным зарядом (+), молния «бьет» в Землю.

В XVIII веке над данным природным явлением работали Франклин и Ломоносов, примечательно то, что на всех картинках ее рисуют как удар сверху вниз, но в действительности визуальное свечение начинается снизу вверх.a8d1d78e764643297db61105aeb32ef1.jpg
Удар молнии

Огни Эльма

Это явление можно наблюдать вокруг заостренных высоких шпилей, конструкций. Перед началом грозы вокруг заостренной части на высоте наблюдается визуально электрическое свечение. Длительное время в прошлые столетия это явление толковалось как божественное вмешательство, которое предупреждало человека о надвигающейся грозе, особенно это проявляется на парусных судах перед бурей.

Много описаний огней Святого Эльма можно встретить в судовых документах именитых путешественников. Они по-разному описывают свечение вокруг заостренных концов мачт, в виде пламени или фейерверка, но всегда бело-голубого цвета непродолжительного действия. Из описаний можно сделать вывод, что пламя не несет обжигающих и возгорающихся свойств. В некоторых случаях это явление сопровождается шипящим звуком.

Сейчас огни Святого Эльма можно увидеть в горах на зданиях с молниеотводами, научное определение этого явления — коронный электрический разряд непродолжительного действия.

4e8b78e12ac4e1f0b36ec3df4bd4dcff.jpg
Огни Святого Эльма

Единицы измерений сил электрических токов, мощности и напряжения

Как становится известно любому школьнику, начинающему знакомиться с физикой, каждое физическое «количество» обязательно связано с его единицей. В области электричества ампер, вольт и ватт настолько распространены, что каждый, кто сменил лампочку или предохранитель, знаком с этими названиями. Это относится к подавляющему большинству людей, независимо от их образования.

Электрический ток

Что такое ампер

Сила тока определятся количественным показателем заряда, прошедшего по сечению провода в единичный отрезок времени. Так как I = q/t, то единица силы тока будет Кл/с (заряд измеряется в кулонах, а время в секундах).

Все электрические процессы можно описать формулами, а расчеты по этим выражениям должны производиться в определенных единицах. За единицу измерения электрического тока, кроме расчетной – Кл/с, приняли ампер.

Ампер – это базовая единица СИ, единственная из электрических, полученная из результатов эксперимента. Определение единицы измерения силы тока происходит из исследования магнетизма. Электрические токи в проводах приводят к возникновению магнитных полей (закон Био-Савара). Магнитные поля характеризуются действием магнитных сил (закон Ампера).

Официальное определение ампера в системе СИ выглядит так: если постоянный ток силой в 1 А поддерживается в двух параллельных проводниках бесконечной длины и пренебрежимо малого поперечного сечения, размещенных на дистанции 1 м в вакууме, то созданная между ними сила равна 2 х 10 (в минус седьмой степени) Н на метр длины.

Определение единицы силы тока

Диапазон тока в разных условиях сильно варьируется, на много порядков, поэтому удобно использовать кратные величины:

  • 1 мкА (микроампер) равен 0,000001 А;
  • 1 мА (миллиампер) равен 0,0001 А;
  • 1кА (килоампер) равен 1000 А.

Другие электрические единицы связаны с ампером и между собой. Так, например, единица напряжения вольт (В) – это Вт/А, где Вт – единица мощности, а единичная величина сопротивления Ом – это В/А. Измерение напряженности электрического поля производят в В/м.

Повседневные примеры использования силы тока:

  • устройство для слухового аппарата – 0,7 мА;
  • 56-дюймовый телевизор с плазменной технологией – 250/290 мА;
  • небольшая духовка или тостер – 120 мА;
  • лампа накаливания – 500/830 мА;
  • фен – 15 мА.

История

В 80-е годы 19-го века фактическое значение ампера было определено и электролитическим методом – путем определения веса металла, который он способен осаждать из раствора за определенное время. Количество осажденного металла пропорционально всему количеству проходящего электричества.

Интересно. Результаты, полученные разными исследованиями, находились в тесном соответствии, вывод состоял в следующем: ампер представлен тем количеством тока, которое способно осаждать 4,025 грамма серебра в час или 0,001118 грамм в секунду.

Единица силы тока ампер названа в честь французского физика и математика Андре-Мари Ампера. Он провел много экспериментов, связанных с ранней наукой об электричестве. Учитывая эту новаторскую работу, многие считают его отцом электродинамики. В знак признания большого вклада Ампера в создание фундаментальных основ современной электротехники название «ампер» было установлено как стандартная единица измерения силы тока на международной конференции электриков в 1881 году.

В 2011 г. принято решение о пересмотре определения отдельных единиц, в частности ампера. Предполагается, что он будет привязан к заряду электрона, который составляет 1, 602176565 х 10 (в минус 19 степени) Кл. Тогда и 1 Кл равен 6,241509343 х 10 (в 18 степени) заряда электрона.

Другие системы единиц

В альтернативных системах, не получивших широкого распространения, присутствуют другие единицы измерения тока:

  1. Система СГСМ (электромагнитная). Один абампер, или био, определяется, исходя из измерения силы в динах, а длины – в сантиметрах. Физический смысл абампера идентичный. 1 абампер = 10 ампер;
  2. Система СГСЭ (электростатическая). Взаимосвязь между ампером и статампером: 1 А = 2997924536,843 статА.

Эти единичные величины часто используются в теоретической физике.

Амперметр

Для практического измерения силы тока применяются амперметры, которые существуют аналоговые и цифровые, для измерения постоянного и переменного тока, больших и малых величин. Их шкала проградуирована в амперах (мА, кА). Подключение в электроцепь выполняется последовательно.

Миллиамперметр

С помощью количественной единицы тока можно просчитать любую цепь, определить параметры электрических аппаратов и приборов и выбрать их для использования.

Видео

elquanta.ru

назовите 4 основные единицы измерения электрического тока —

P — мощность тока — (ватт) , U — напряжение между концами проводника — (вольт) , I — сила тока — (ампер) , R — сопротивление проводника — (Ом) Ампер, единица силы электрического тока, – одна из шести основных единиц системы СИ. Ампер – сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины с ничтожно малой площадью кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2Ч10-7 Н. Силой тока называется величина, которая равна отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, к времени его протекания. Единицей измерения заряда является кулон (Кл) , время измеряется в секундах (с) . В этом случае единица силы тока выражается в Кл/с. В 1992 г. в качестве государственного первичного эталона силы постоянного электрического тока в диапазоне 10-16 . .30 А утвержден эталон, позволяющий значительно повысить точность воспроизведения и передачи размера единицы силы тока (1 мА и 1А) с использованием косвенных измерений силы тока I = U/r, причем размер единицы электрического напряжения U – вольт – воспроизводиться с помощью квантового эффекта Джозефсона, а размер единицы электрического сопротивления r – Ом – с помощью квантового эффекта Холла. Второй комплекс воспроизводит силу постоянного электрического тока в диапазоне 10-16. . 10-9 А. Его основу составляет многозначительная мера силы тока, включающая меру линейно изменяющегося электрического напряжения с набором герметизированных конденсаторов (C0), прибора для измерения напряжения (Ud), прибора для измерения времени (Td) и компенсирующего (сравнивающего) устройства. <a rel=»nofollow» href=»http://www.kipis.ru/info/index.php?ELEMENT_ID=6738″ target=»_blank»>http://www.kipis.ru/info/index.php?ELEMENT_ID=6738</a> Эталон единицы силы постоянного электрического тока h ttp://<a rel=»nofollow» href=»/» title=»603356:##:http://www.nolik.ru/systems/gost.htm» target=»_blank» >[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]</a> ГОСТ 8.417-2002. ЕДИНИЦЫ ВЕЛИЧИН

вопрос некоректный. электрический ток измеряется в амперах.

длина, ширина, высота, прозрачность!

Ампер (Си) , дин^0.5*см/с, оно же СГСЭq (СГСЭ) , био (СГСБ).. . А что еще? СГСМ? О, точно, еще статампер.

ватт ампер вольт ом

Ну если я тебя правильно понял, то обычно электрики оперируют с такими понятиями, как частота, напряжение, сила тока и мощность. По крайней мере, пока я работал диспетчером в РЭСе, я в основном пользовался ими, они чаще всего используются на практике, остальное, больше, для теоретических расчетов.

киловатт — я точно знаю

touch.otvet.mail.ru

Измерение емкости аккумулятора

Использовать мультиметр для определения емкости аккумулятора не рекомендуется, так как измерить емкость аккумулятора с точностью можно только специальным прибором, оценивающим плотность электролита.Если все же нужно проверить заряд аккумулятора мультиметром, емкость батареи измеряется следующим образом:

  1. К клеммам заряженного аккумулятора подключается мощный потребитель, например, лампочка на 60 ватт.
  2. После подключения одного или нескольких потребителей мультиметр включается в режим измерения напряжения и засекается время. Когда напряжение упадет ниже 12 В, для определения ёмкости прошедшее время нужно умножить на силу тока, которую использовали потребители.

По такой же схеме можно узнать емкость аккумулятора телефона или любого другого накопителя энергии — например, заряд батарейки. Если что-то непонятно, стоит посмотреть видео, на котором объясняется как оценить объем заряда, чтобы не испортить устройство.

Это только самые основные функции любого мультиметра. Дорогие модели имеют гораздо больше возможностей, подробнее о которых можно узнать из инструкции — например о том, как измерить частоту мультиметром в розетке. Если прибор этот и другие параметры будут измеряться, следует заранее убедиться, что на нем есть сектор с герцами.

Что такое мощность электрического тока

Мощность тока связана сразу с несколькими физическими величинами. Напряжение (U) представляет собой работу, затрачиваемую на перемещение 1 кулона. Сила тока (I) соответствует количеству кулонов, проходящих за 1 секунду. Таким образом, ток, умноженный на напряжение (I x U), соответствует полной работе, выполненной за 1 секунду. Полученное значение и будет мощностью электрического тока.

30d5ed82cfb9d49c31637d5fe4d31ab6.jpg

Приведенная формула мощности тока показывает, что мощность находится в одинаковой зависимости от силы тока и напряжения. Отсюда следует, что одно и то же значение этого параметра можно получить за счет большого тока и малого напряжения и, наоборот, при высоком напряжении и малом токе. Это свойство позволяет передавать электроэнергию на дальние расстояния от источника к потребителям. В процессе передачи ток преобразуется с помощью трансформаторов, установленных на повышающих и понижающих подстанциях.

Существует два основных вида электрической мощности – активная и реактивная. В первом случае происходит безвозвратное превращение мощности электрического тока в механическую, световую, тепловую и другие виды энергии. Для нее применяется единица измерения – ватт. 1Вт = 1В х 1А. На производстве и в быту используются более крупные значения – киловатты и мегаватты.

К реактивной мощности относится такая электрическая нагрузка, которая создается в устройствах за счет индуктивных и емкостных колебаний энергии электромагнитного поля. В переменном токе эта величина представляет собой произведение, выраженное следующей формулой: Q = U х I х sin(угла). Синус угла означает сдвиг фаз между рабочим током и падением напряжения. Q является реактивной мощностью, измеряемой в Вар – вольт-ампер реактивный. Данные расчеты помогают эффективно решить вопрос, как найти мощность электрического тока, а формула, существующая для этого, позволяет быстро выполнить вычисления.

d7f3717ef48a3824de65eb3b537ab67f.jpg

Обе мощности можно наглядно рассмотреть на простом примере. Какое-либо электротехническое устройство оборудовано нагревательными элементами – ТЭНами и электродвигателем. Для изготовления ТЭНов используется материал, обладающий высоким сопротивлением, поэтому при прохождении по нему тока, вся электрическая энергия преобразуется в тепловую. Данный пример очень точно характеризует активную электрическую мощность.

Что касается электродвигателя, то внутри него расположена медная обмотка, обладающая индуктивностью, которая, в свою очередь, обладает эффектом самоиндукции. Благодаря этому эффекту, происходит частичный возврат электричества обратно в сеть. Возвращаемая энергия характеризуется небольшим смещением в параметрах напряжения и тока, оказывая негативное влияние на электрическую сеть в виде дополнительных перегрузок.

Такие же свойства имеют и конденсаторы из-за своей электрической емкости, когда накопленный заряд отдается обратно. Здесь также смещаются значения тока и напряжения, только в противоположном направлении. Данная энергия индуктивности и емкости, со смещением по фазе относительно значений действующей электросети, как раз и есть реактивная электрическая мощность. Благодаря противоположному эффекту индуктивности и емкости в отношении сдвига фазы, становится возможным выполнить компенсацию реактивной мощности, повышая, тем самым, эффективность и качество электроснабжения.

Измерение сопротивления

Как правило, диапазон измерения сопротивления мультиметра разбит на пять диапазонов:

Большинство мультиметров имеют еще один диапазон, обозначенный значком диода или зуммера – он предназначен для проверки контакта. Когда контакт замкнут, загорается светодиод и звучит сигнал. В некоторых видах мультиметров эту функцию выполняет диапазон 200 Ом.

В быту измерение сопротивления, как правило, используется для проверки обрывов в электрической цепи, а также исправности некоторых бытовых приборов, например, электрических лампочек, утюга, обмотки электродвигателя и т.д.

325f591d1bc0ee01f55f52287e6f03d3.jpg

Измеряя сопротивление, можно проверить исправность предохранителя, работоспособность выключателя и других коммутирующих устройств.

Если в левой части дисплея появляется единица, то это значит, что сопротивление измеряемой цепи выше включенного диапазона, необходимо переключиться на следующий. Единица во всех диапазонах измерения сопротивления говорит о наличии обрыва в цепи.

Сила

В мире все тела физической природы начинают движение благодаря силе. При ее воздействии, с попутным или противоположным направлением движения тела, совершается работа. Таким образом, на тело воздействует какая-либо сила.

Так, велосипед трогается с места благодаря силе ног человека, а на поезд действует сила тяги электровоза. Подобное воздействие случается при любом движении. Работа силы — это величина, в которой умножается модуль силы, модуль перемещения точки ее приложения и косинус угла между векторами этих показателей. Формула в этом случае выглядит следующим образом:

A = F · s · cos (F, s)

Если угол между этими векторами не равен нулю, то работа производится всегда. При этом она может иметь как положительное, так и отрицательное значение. На тело не будет действовать сила при угле, равном 90°.

Рассмотрим для примера телегу, которую тянет мускульная сила лошади. Другими словами, работу совершает сила тяги в направлении движения телеги. А вот направленная вниз или перпендикулярно, работы не совершает (кстати, лошадиные силы — это то, в чем измеряется мощность двигателя).

Работа силы является скалярной величиной и измеряется в джоулях. Она может быть:

  • равнодействующей (при воздействии нескольких сил);
  • непостоянной (тогда вычисление производится с интегралом).

Трехфазные цепи

Новичкам трехфазные цепи представляются сложными, на деле это более элегантное техническое решение. Даже электричество домом поставляют тремя линиями. Внутри подъезда делят по квартирам. Больше смущает то, что некоторые приборы на три фазы лишены заземления, нулевого провода. Схемы с изолированной нейтралью. Нулевой провод не нужен, ток возвращается источнику по фазным линиям. Разумеется, нагрузка здесь на каждую жилу повышенная. Требования ПУЭ отдельно оговаривают род сети. Для трехфазных схем вводятся следующие понятия, о которых нужно иметь представление, чтобы правильно посчитать мощность:

7713d45f591c911e367479d84384f40b.jpg

Трехфазная цепь с изолированной нейтралью

  • Фазным напряжением, током называют, соответственно, разницу потенциалов и скорость передвижения заряда меж фазой и нейтралью. Понятно, в оговоренном выше случае с полной изоляцией формулы будут недействительны. Поскольку нейтрали нет.
  • Линейным напряжением, током называют, соответственно, разницу потенциалов или скорость перемещения заряда меж любыми двумя фазами. Номера понятны из контекста. Когда говорят о сетях 400 вольт, подразумевают три провода, разница потенциалов с нейтралью равна 230 вольт. Линейное напряжение выше фазного.

Меж напряжением и током существует сдвиг фаз. О чем умалчивает школьная физика. Фазы совпадают, если нагрузка 100% активная (простые резисторы). Иначе появляется сдвиг. В индуктивности ток отстает от напряжения на 90 градусов, в емкости — опережает. Простая истина легко запоминается следующим образом (плавно подходим к реактивной мощности). Мнимая часть сопротивления индуктивности составляет jωL, где ω – круговая частота, равная обычной (в Гц), помноженной на 2 числа Пи; j – оператор, обозначающий направление вектора. Теперь пишем закон Ома: U = I R = I  jωL.

Из равенства видно: напряжение нужно отложить вверх на 90 градусов при построении диаграммы, ток останется на оси абсцисс (горизонтальная ось Х). Вращение по правилам радиотехники происходит против часовой стрелки. Теперь очевиден факт: ток отстает на 90 градусов. По аналогии проведем сравнение для конденсатора. Сопротивление переменному току в мнимой форме выглядит так: -j/ωL, знак указывает: откладывать напряжение нужно будет вниз, перпендикулярно оси абсцисс. Следовательно, ток опережает по фазе на 90 градусов.

В реальности параллельно с мнимой частью присутствует действительная – называют активным сопротивлением. Проволока катушки представлена резистором, будучи свитой, приобретает индуктивные свойства. Поэтому реальный угол фаз будет не 90 градусов, немного меньше.

А теперь можно переходить к формулам мощности тока трехфазных цепей. Здесь линия формирует сдвиг фаз. Меж напряжением и током, и относительно другой линии. Согласитесь, без заботливо изложенных авторами знания факт нельзя осознать. Меж линиями промышленной трехфазной сети сдвиг 120 градусов (полный оборот – 360 градусов). Обеспечит равномерность вращения поля в двигателях, для рядовых потребителей безразличен. Так удобнее генераторам ГЭС – нагрузка сбалансированная. Сдвиг идет меж линиями, в каждой ток опережает напряжение или отстает:

  1. Если линия симметричная, сдвиги меж любыми фазами по току составляют 120 градусов, формула получается предельно простой. Но! Если нагрузка симметрична. Посмотрим изображение: фаза ф не 120 градусов, характеризует сдвиг меж напряжением и током каждой линии. Предполагается, включили двигатель с тремя равноценными обмотками, получается такой результат. Если нагрузка несимметрична, потрудитесь провести вычисления для каждой линии отдельно, затем сложить результаты воедино для получения общей мощности тока.
  2. Вторая группа формул приведена для трехфазных цепей с изолированной нейтралью. Предполагается, ток одной линии утекает по другой. Нейтраль отсутствует за ненадобностью. Поэтому напряжения берутся не фазные (не от чего отсчитывать), как предыдущей формулой, а линейные. Соответственно, цифры показывают, какой параметр следует взять. Повремените пугаться греческих букв – фазы меж двумя перемножаемыми параметрами. Цифры меняются местами (1,2 или 2,1), чтобы правильно учесть знак.
  3. В асимметричной цепи вновь появляются фазные напряжение, ток. Здесь расчет ведется отдельно для каждой линии. Никаких вариантов нет.

Формулы мощности тока

От чего зависит мощность тока

Мощность тока, различных приборов и оборудования зависит сразу от двух основных величин – силы тока и напряжения. Чем выше ток, тем больше значение мощности, соответственно, при повышении напряжения, мощность также возрастает. Если напряжение и сила тока увеличиваются одновременно, то мощность электрического тока будет возрастать как произведение той и другой величины: N = I x U.

932edca7df4be39670348e188f3e8aee.jpg

Очень часто возникает вопрос, в чем измеряется мощность тока? Основной единицей измерения этой величины является 1 ватт (Вт). Таким образом, 1 ватт является мощностью устройства, потребляющего ток силой в 1 ампер, при напряжении 1 вольт. Подобной мощностью обладает, например, лампочка от обычного карманного фонарика.

Расчетное значение мощности позволяет точно определить расход электрической энергии. Для этого необходимо взять произведение мощности и времени. Сама формула выглядит так: W = IUt где W является расходом электроэнергии, произведение IU – мощностью, а t – количеством отработанного времени. Например, чем больше продолжается работа электрического двигателя, тем большая работа им совершается. Соответственно возрастает и потребление электроэнергии.

Как измерять потребляемый ток электроприбором

Для удобства и безопасности работ по измерению потребляемого тока электроприборами необходимо сделать специальный удлинитель с двумя розетками. По внешнему виду самодельный удлинитель ничем не отличается от обыкновенного удлинителя.

ebed89780180ecade0f093ca3e4b3909.jpg

Но если снять крышки с розеток, то не трудно заметить, что их выводы соединены не параллельно, как во всех удлинителях, а последовательно.

60ade0797161370438d68c4139580384.jpg

Как видно на фотографии сетевое напряжение подается на нижние клеммы розеток, а верхние выводы соединены между собой перемычкой из провода с желтой изоляцией.

a351fe77c0878397a8d9da600e3d32bb.jpg

Все подготовлено для измерения. Вставляете в любую из розеток вилку электроприбора, а в другую розетку, щупы амперметра. Перед измерениями, необходимо переключатели прибора установить в соответствии с видом тока (переменный или постоянный) и на максимальный предел измерения.

2cfaf5f26dad4823fe40082cfd562c97.jpg

Как видно по показаниям амперметра, потребляемый ток прибора составил 0,25 А. Если шкала прибора не позволяет снимать прямой отсчет, как в моем случае, то необходимо выполнить расчет результатов, что очень неудобно. Так как выбран предел измерения амперметра 0,5 А, то чтобы узнать цену деления, нужно 0,5 А разделить на число делений на шкале. Для данного амперметра получается 0,5/100=0,005 А. Стрелка отклонилась на 50 делений. Значит нужно теперь 0,005×50=0,25 А.

Как видите, со стрелочных приборов снимать показания величины тока неудобно и можно легко допустить ошибку. Гораздо удобнее пользоваться цифровыми приборами, например мультиметром M890G.

c917750bce88bd59e1b163a3ee8b0ac4.jpg

На фотографии представлен универсальный мультиметр, включенный в режим измерения переменного тока на предел 10 А. Измеренный ток, потребляемый электроприбором составил 5,1 А при напряжении питания 220 В. Следовательно прибор потребляет мощность 1122 Вт.

9da07df899bf3860a2c596007f3100b8.jpg

У мультиметра предусмотрено два сектора для измерения тока, обозначенные буквами А– для постоянного тока и А~ для измерения переменного. Поэтому перед началом измерений нужно определить вид тока, оценить его величину и установить указатель переключателя в соответствующее положение.

Розетка мультиметра с надписью COM является общей для всех видов измерений. Розетки, обозначенные mA и 10А предназначены только для подключения щупа при измерении силы тока. При измеряемом токе менее 200 мA штекер щупа вставляется в розетку mA, а при токе величиной до 10 А в розетку 10А.

Внимание, если производить измерение тока, многократно превышающего 200 мА при нахождении вилки щупа в розетке mA, то мультиметр можно вывести из строя. . Если величина измеряемого тока не известна, то измерения нужно начинать, установив предел измерения 10 А

Если ток будет менее 200 мА, то тогда уже переключить прибор в соответствующее положение. Переключение режимов измерения мультиметра допустимо делать только обесточив измеряемую цепь.

Если величина измеряемого тока не известна, то измерения нужно начинать, установив предел измерения 10 А. Если ток будет менее 200 мА, то тогда уже переключить прибор в соответствующее положение. Переключение режимов измерения мультиметра допустимо делать только обесточив измеряемую цепь.

Шаги Править

Определите измерительный интервал вашего цифрового мультиметра. Мультиметр — это небольшой ручной прибор, позволяющий измерять напряжение, сопротивление и силу тока. Каждая модель рассчитана на измерения силы тока, лежащей в определенном диапазоне, и этот диапазон должен соответствовать той электрической системе, которую вы собираетесь проверить. Например, пропускание 200 А через мультиметр, рассчитанный максимум на 10 А, приведет к отказу предохранителя мультиметра. Максимальный измеряемый ток указан на самом мультиметре или в инструкции к нему.

Выберите подходящий режим работы мультиметра. Большинство мультиметров может работать в нескольких режимах, измеряя различные величины. Чтобы измерить силу тока, вы должны переключиться в режим А (измерение тока) и AC (переменный ток) либо DC (постоянный ток), в зависимости от проверяемой электроцепи. Тип тока определяется источником питания цепи. Например, бытовой источник дает AC, а батарея — DC.

Установите на мультиметре интервал измерений. Чтобы гарантированно не сжечь предохранитель мультиметра, установите верхнюю границу этого интервала значительно выше ожидаемого значения силы тока. Вы всегда сможете понизить максимум в случае, если мультиметр ничего не покажет при подсоединении к цепи.

Вставьте разъемы в соответствующие гнезда. К вашему мультиметру прилагаются 2 кабеля, на одном конце которых щуп, а на втором — разъем. Подсоедините оба кабеля в гнезда, предназначенные для измерения силы тока; если эти гнезда не отмечены ясно на самом мультиметре, установить их можно, заглянув в инструкцию.

Чтобы измерить ток, подсоедините мультиметр к цепи. Это чрезвычайно опасно и может привести к электрическому удару при измерении бытового AC тока или тока, создаваемого другими источниками высокого напряжения или тока, а иногда и маломощными источниками. Прежде чем касаться каких-либо проводов, особенно оголенных, выключите все переключатели и проверьте щупом AC тока, чтобы переменный ток в вашей цепи равнялся нулю. Не работайте в мокрой среде или даже при высокой атмосферной влажности, — влага может проводить ток. На руки наденьте резиновые перчатки

Могут понадобиться и дополнительные меры предосторожности. Справьтесь в серьезной книге по работе с электричеством (но не в сетевом ресурсе) перед началом работы

Имейте в виду, что электроизоляция проволоки могла быть нарушена при сборке цепи или в результате длительной эксплуатации. Недостаточная изоляция может привести к удару электричеством. Всегда имейте кого-то рядом с мобильным телефоном, кто мог бы в случае необходимости позвонить в службу спасения. Ваш напарник также должен уметь оказывать первую медицинскую помощь и сердечно-легочную реанимацию. Если вас ударило током, напарник должен оттащить вас в сторону, пользуясь каким-либо непроводящим материалом (например, сухой одеждой, но возможно, понадобится и что-либо другое), иначе его также ударит током при прикосновении к вам через кожу, а возможно, и через одежду (или другой недостаточно изолирующий материал). В любом случае справьтесь в книге по электробезопасности, прежде чем приступать к измерениям, и выясните, с каким видом электрического сигнала вам предстоит иметь дело. Прочтите в книге по электрике (но не в сетевом ресурсе) об опасностях, которые вас подстерегают, и как избежать их. Разрежьте проволоку цепи в подходящем вам месте. Закрепите оба свободных конца проволоки и зачистите их. Надежно подсоедините один из них к одному щупу мультиметра, другой — ко второму, так, чтобы они не касались друг друга. Перед измерениями убедитесь, что концы проволоки плотно прижаты к щупам прибора. Убедитесь, что проволока, особенно ее оголенные концы, не касается вас. Включите ранее выключенные вами переключатели цепи, и если на мультиметре нет показаний, отрегулируйте его шкалу.

Выключите переключатель и, пользуясь щупом, убедитесь, что AC ток в цепи отсутствует — лишь после этого отсоедините мультиметр от цепи. При этом соблюдайте меры предосторожности, описанные в шаге 5, и справьтесь в серьезной книге по электрике (не в онлайн ресурсе) насчет техники безопасности. После снятия показаний с мультиметра вам нужно соединить цепь вновь. Это будет намного безопаснее, если вы купите и подсоедините новую проволоку вместо того, чтобы скреплять вместе разрезанные ранее концы старой.

Работа электрического тока, мощность

При движении заряда по проводнику поле выполняет над ним работу. Величина характеризуется напряжением, в отличие от напряженности в свободном пространстве. Заряды двигаются в сторону убывания потенциалов, для поддержания процесса требуется источник энергии. Напряжение численно равно работе поля при перемещении на участке единичного заряда (1 Кл). В ходе взаимодействий электрическая энергия переходит в другие виды. Поэтому необходим ввод универсальной единицы, физической свободно конвертируемой валюты. В организме мерой выступает АТФ, электричестве — работа поля.

37c700317d932f8794c307babfcf36a1.jpg

Электрическая дуга

На схеме момент превращения энергии отображается в виде источников ЭДС. Если у генераторов направлены в одну сторону, у потребителя – обязательно в другую. Наглядным фактом отражается процесс расхода мощности, отбора у источников энергии. ЭДС несет обратный знак, часто называется противо-ЭДС. Избегайте путать понятие с явлением, возникающим в индуктивностях при выключении питания. Противо-ЭДС означает переход электрической энергии в химическую, механическую, световую.

Потребитель хочет выполнить работу за некоторую единицу времени. Очевидно, газонокосильщик не намерен ждать зимы, надеется управиться к обеду. Мощность источника должна обеспечить заданную скорость выполнения. Работу осуществляет  электрический ток, следовательно, понятие также относится. Мощность бывает активной, реактивной, полезной и мощностью потерь. Участки, обозначаемые физическими схемами сопротивлениями, на практике вредны, являются издержками. На резисторах проводников выделяется тепло, эффект Джоуля-Ленца ведет к лишнему расходу мощности. Исключением назовем нагревательные приборы, где явление желательно.

Полезная работа на физических схемах обозначается противо-ЭДС (обычный источник с обратным генератору направлением). Для мощности имеется несколько аналитических выражений. Иногда удобно использовать одно, в других случаях – иное (см. рис.):

Выражения мощности тока

  1. Мощность – скорость выполнения работы.
  2. Мощность равна произведению напряжения на ток.
  3. Мощность, затрачиваемая на тепловое действие, равна произведению сопротивления на квадрат тока.
  4. Мощность, затрачиваемая на тепловое действие, равна отношению квадрата напряжения к сопротивлению.

Запасшемуся токовыми клещами проще использовать вторую формулу. Вне зависимости от характера нагрузки посчитаем мощность. Только активную. Мощность определена многими факторами, включая температуру. Под номинальным для прибора значением понимаем, развиваемое в установившемся режиме. Для нагревателей следует применять третью, четвертую формулу. Мощность зависит целиком и полностью от параметров питающей сети. Предназначенные для работы со 110 вольт переменного тока в европейских условиях быстро сгорят.

Общая теория

Электрическая мощность — это величина, отображающая скорость генерации, передачи или преобразования электрической энергии в другие виды энергии за единицу времени. Эта величина не существует сама по себе, а является характеристикой работы, производимой электрическими устройствами и машинами, такими как генераторы, нагреватели, электродвигатели, осветительные, электронные приборы. Например, чем мощнее электронагреватель, тем быстрее он преобразует 1 киловатт электроэнергии в 3600 килоджоулей тепла.

Основными характеристиками электрической цепи являются сила тока и напряжение, обозначаемые латинскими буквами I и U соответственно. Из этих двух величин вычисляются все остальные. Напряжение – это работа по перемещению заряда величиной 1 кулон, ток – количество кулонов, проходящих через сечение проводника за 1 секунду. Соответственно мощность – это отношение работы ко времени, в течение которого производилась работа или произведение напряжения на ток , где

  • P – мощность, Вт (ватт);
  • А – работа эл. тока, Дж (джоулей);
  • t – время работы, секунд;
  • U – напряжение, В (вольт)
  • I — ток, А (ампер).

Как видно из формулы, мощность прямо пропорциональна току и напряжению, она напрямую зависит от их величины. Увеличение мощность произойдёт при повышении U или увеличения I. С величиной тока напрямую связана ещё одна характеристика электрической цепи – сопротивление . И тут действует один из важнейших законов – закон Ома, выражающийся соотношением . Таким образом, ток в цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. С увеличением сопротивления, при неизменном напряжении, ток уменьшается и наоборот.

0c8043491295fe89fcf70121477fa86d.jpg

Такая многоликая мощность

Во времена Уатта электротехника только начинала свое развитие, и по этой причине физика была заметно проще, чем сегодня. Постоянный электроток был изучен в значительно большей мере, чем переменный. Для вычислений при постоянном электротоке была обоснована формула:

p=u*i,

в которой присутствуют мощность p, напряжение u и электроток i. Но существует и переменный электроток. Исследования показали, что мощность p из формулы для постоянного тока не соответствует реальности. На переменном токе проявляются совершенно иные новые свойства мощности тока. Их результат невидим и не ощутим без специальных измерений и приборов. На переменном токе появляется мощность, связанная с созданием электромагнитных полей в катушках индуктивности, а также электростатических полей в конденсаторах.

В этом и была причина несоответствия выражению мощности p=u*i. Пришлось вводить отдельный ее учет на переменном токе. Для нее была принята единица — вар (если сокращенно). По аналогии с постоянным током это означает вольт – ампер реактивный (полное название).

Более подробное изложение относительно переменного тока выходит за рамки текущего повествования. Да и Крохи, скорее всего, будут уже крепко спать примерно на половине нашей статьи. Перегрузка информацией действует как снотворное. Поэтому мощность переменного тока — это уже совсем другая история…

Похожие статьи:

  • Способы преобразования 220 Вольт в 380
  • Расчет потерь напряжения в кабеле

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here