Схема включения однофазного ваттметра

 

 

 

 

Перечень аппаратуры

 

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания	218.2	~ 220 В / 6 А
А1	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3х0…50 Вт
Р3	Однофазный ваттметр	521	0…200 Вт / Uн = ~ 220 В / Iн = 1,0 А

 

 

Указания по проведению эксперимента

 

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" однофазного источника питания G1.

· Соедините аппаратуру в соответствии со схемой включения.

· Установите номинальную мощность каждой фазы активной нагрузки А1, например,
30 Вт (60%).

· Включите источник G1. О наличии напряжения на его выходе должна сигнализировать светящаяся лампочка.

· Измерьте ваттметром Р1 потребляемую нагрузкой А1 активную электрическую мощность.

· По завершении эксперимента отключите однофазный источник питания G1.

 

4.8. Измерение активной электрической энергии однофазного переменного тока с помощью индукционного счетчика

 

 

- Схема включения счетчика

- Перечень аппаратуры

- Указания по проведению эксперимента

 

 

Схема включения однофазного счетчика активной
электрической энергии

 

 

Перечень аппаратуры

 

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания	218.2	~ 220 В / 6 А
А1	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3х0…50 Вт
Р4	Счетчик электрической энергии	517	Индукционный / Однофазный / активной энергии / 220 В / 5-40 А

 

 

Указания по проведению эксперимента

 

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" однофазного источника питания G1.

· Соедините аппаратуру в соответствии со схемой включения счетчика.

· Установите номинальную мощность каждой фазы активной нагрузки А1, например,
30 Вт (60%).

· Включите источник G1. О наличии напряжения на его выходе должна сигнализировать светящаяся лампочка.

· Следите за счетчиком Р2. При правильном включении счетчика его диск будет вращаться вправо по стрелке.

· Снимите показания счетчика с интервалом времени, например, 15 минут и определите потребленную за это время осветительной нагрузкой А1 активную электрическую энергию.

· По завершении эксперимента отключите однофазный источник питания G1.

 

5. Измерение электрического сопротивления в цепях постоянного тока

 

5.1. Прямое измерение электрического сопротивления аналоговым и цифровым мультиметрами

 

- Цель работы

- Лабораторная установка и схема электрическая соединений

- Перечень аппаратуры

- Указания по проведению эксперимента

 

 

Цель работы

Ознакомление с методами прямого измерения электрического сопротивления с помощью аналоговых и цифровых мультиметров. Проверка p-n переходов диодов с помощью мультиметров. Измерение тока, создаваемого омметром, в измеряемом сопротивлении.

Лабораторная установка и схема электрическая соединений

 

Для измерения электрического сопротивления постоянному току используются аналоговые и цифровые мультиметры с пределами измерения сопротивления или специализированные приборы – омметры. Встроенный в прибор источник питания создает ток в измеряемом сопротивлении. По величине этого тока или по напряжению на измеряемом сопротивлении определяют величину сопротивления.

Электрические схемы соединений лабораторных установок для измерения сопротивления приведены на рис. 5.1.1 а, б, в. Установки (рис. 5.1.1) состоят из однофазного источника питания G1 (218) и одного из мультиметров MY60 или 7050 (блок А3, 510.1) или мультиметра РС5000 (блок А2, 534) и блока резисторов А7 (2330).

На рис. 5.1.2 приведена схема измерения тока, протекающего через резистор блока А7, при измерении его сопротивления аналоговым мультиметром 7050 (блок А3, 510.1). Для измерения тока используется мультиметр MY60 (блок А3). Питание блоков мультиметров осуществляется от однофазного источника питания G1 (218).

Однофазный источник питания G1 предназначен для безопасного питания блоков  мультиметров А2 (534) и А3 (510.1).

 

 

а)	б)
в)	г)

 

Рис. 5.1.1. Схема электрическая соединений для измерения электрического сопротивления с помощью мультиметров 7050 (а), MY60 (б) и РС5000 (в, г).

 

 

Рис. 5.1.2. Схема электрическая соединений для определения тока, создаваемого мультиметром 7050 в измеряемом сопротивлении.

 

 Перечень аппаратуры

 

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания	218	~ 220 В / 16 А
А1	Блок генераторов напряжения	212.2	Синусоидальное напряжение Частота 0,2…20 кГц, Амплитуда 0…10 В
А2	Мультиметр	534	Цифровой мультиметр SANWA PC5000
А3	Блок мультиметров	510.1	Аналоговый мультиметр 7050, цифровой мультиметр MY60
А7	Блок резисторов	2330	Переменные резисторы 2х10 кОм; 330 Ом; 10 Ом
А8	Блок элементов измерительных цепей	2332	Набор катушек индуктивности, конденсаторов, резисторов и диодов.

 

Указания по проведению эксперимента

 

· Убедитесь, что переключатели «Сеть» блоков, используемых в эксперименте, выключены. 

· Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений выполняемого эксперимента рис. 5.1.1 или рис. 5.1.2. Мультиметры могут быть подключены к любому резистору блока А7.

· Переключатели пределов измерения мультиметров блоков А2 и А3 установите на предел измерения сопротивления. Для приборов с несколькими пределами измерения сопротивления установите предел, соответствующий величине измеряемого сопротивления.
Запрещается подавать напряжение от внешнего источника на вход мультиметра, включенного на пределы измерения сопротивления.

· Установите ручку переменного резистора в произвольное положение.

· Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.

· Включите выключатель «СЕТЬ» блоков мультиметров А2 и А3 и выключатель питания мультиметра MY60.

· Выполните измерение одного и того же сопротивления резистора каждым из мультиметров. Результаты измерения внесите в табл. 5.1.1.

· Измените сопротивление резистора (поверните рукоятку резистора), и измерьте величину сопротивления каждым из мультиметров. Повторите измерения для нескольких значений сопротивления различных резисторов блока А7.

· Переключите мультиметры на предел проверки диодов (обозначение предела - ). Проверьте диоды блока А8. Определите полярность внутреннего источника мультиметров при проверке диодов (и измерении сопротивлений). Ток через диод протекает в направлении от анода (треугольник в обозначении) к катоду (поперечная полоса).

 

Результаты измерения сопротивления

Таблица 5.1.1.

Номер опыта		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Результат измерения сопротивления, Ом	7050
	MY60
	PC5000

 

· По окончании эксперимента отключите питание всех блоков.

5.2. Косвенное измерение электрического сопротивления методом амперметра и вольтметра

 

 

- Цель работы

- Лабораторная установка и схема электрическая соединений

- Перечень аппаратуры

- Указания по проведению эксперимента

.

Цель работы

 

Ознакомление с методом косвенного измерения сопротивления в электрической цепи – методом амперметра и вольтметра.

Лабораторная установка и электрическая схема соединений

 

Из теории электрических цепей известно, что сопротивление ветви электрической цепи определяется законом Ома: отношением напряжение на этой ветви к току, протекающему по ветви .

 

 

Рис. 5.2.1. Электрическая принципиальная схема измерения сопротивления
ветви цепи косвенным методом.

 

Данное определение используется для косвенного измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра, измеряющих ток и напряжение на участке цепи
(рис. 5.2.1). По показаниям этих приборов вычисляется сопротивление участка электрической цепи

.

Электрические схемы соединений лабораторных установок для измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра приведены на рис. 5.2.2 для цепи постоянного тока. Установка (рис. 5.2.2) состоит из однофазного источника питания G1 (218), блока генераторов A1 (212.2) с выходом регулируемого постоянного напряжения, мультиметров MY60 (блок А3, 510.1) и РС5000 (блок А2, 534), блока резисторов А7 (2330).

В схеме рис. 5.2.2 измеряется сопротивление одного из переменных резисторов (на рисунке – «330 Ом») блока А7 (2330). Напряжение на резисторе устанавливается регулируемым источником постоянного напряжения (блок А1). Задав напряжение и ток испытываемого элемента измеряют их величину амперметром и вольтметром (мультиметры блоков А2 и А3), и по результатам измерения  и  вычисляют сопротивление .

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

 

 

Рис. 5.2.2. Схема электрическая соединений для измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра в цепи постоянного тока.

 

 

 Перечень аппаратуры

 

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания	218	~ 220 В / 16 А
А1	Блок генераторов напряжения	212.2	Синусоидальное напряжение Частота 0,2…20 кГц, Амплитуда 0…10 В
А2	Мультиметр	534	Цифровой мультиметр SANWA PC5000
А3	Блок мультиметров	510.1	Аналоговый мультиметр 7050, цифровой мультиметр MY60
А7	Блок резисторов	2330	Переменные резисторы 2х10 кОм; 330 Ом; 10 Ом

 

Указания по проведению эксперимента

 

· Убедитесь, что переключатели «Сеть» блоков, используемых в эксперименте, выключены. 

· Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений выполняемого эксперимента рис. 5.2.2.

· Установите параметры «Генератора напряжений специальной формы» блока генераторов А1 (212.2):
 - ручка регулятора постоянного напряжения генератора «0…15 В» повернута против часовой стрелки до упора (минимальное выходное напряжение источника);
- тумблер переключателя выхода генератора в верхнем положении – выход подключен к гнезду «+».

· Переключатели пределов измерения мультиметров блоков А2 и А3 установите на предел измерения постоянного напряжения (РС5000, блок А2) и тока (MY60, блок А3). Установка пределов измерения мультиметров подробно описана в работах 2.1 и 3.1. Для мультиметра MY60 (блок А3) рекомендуется установить предел «200 мА» постоянного или переменного тока.

· Поверните ручку переменного резистора 330 Ом по часовой стрелке до упора, т. е. установите максимальное сопротивление.

· Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.

· Включите выключатель «СЕТЬ» блока генераторов напряжения А1, блоков
мультиметров А2 и А3 и выключатели питания мультиметра MY60.

· Ручку регулировки сопротивления резистора 330 Ом установите в произвольное положение.

· Ручкой регулировки выходного напряжения генератора постоянного напряжения («0…15 В») задайте несколько значений выходного напряжения источника.

· Запишите значения напряжения  и тока  через резистор в табл. 5.2.1. Вычислите сопротивление резистора .

· Измените сопротивление резистора или переключитесь на другой резистор блока А7 (2330) и повторите измерения при нескольких значениях напряжения. При необходимости, переключите пределы измерения мультиметров, для получения максимального числа значащих цифр результата.

 

Результаты измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра

Таблица 5.2.1.

 

Номер эксперимента	1			2			3
Напряжение , В
Ток , А
Сопротивление, Ом

 

· По окончании эксперимента отключите питание всех блоков.

5.3. Определение методической погрешности измерения электрического сопротивления, обусловленной влиянием приборов

 

- Цель работы

- Лабораторная установка и схема электрическая соединений

- Перечень аппаратуры

- Указания по проведению эксперимента

.

Цель работы

 

Выявить методическую погрешность измерения сопротивления, обусловленную собственным сопротивлением измерительных приборов.

 

 

Лабораторная установка и электрическая схема соединений

 

При измерении сопротивления возникает методическая погрешность, обусловленная конечным сопротивлением самих измерительных приборов. Варианты подключения приборов показаны на рис. 5.3.1 а и б.

а)

б)

 

Рис. 5.3.1. Варианты подключения приборов (а и б), при измерении
сопротивления методом амперметра и вольтметра.

В цепи рис. 5.3.1а измеряемое сопротивление шунтируется сопротивлением вольтметра – измеренное сопротивление оказывается меньше действительного значения. В цепи рис. 5.3.1б амперметр включен последовательно с измеряемым сопротивлением. Результат измерения оказывается выше действительного значения сопротивления.

Соответствующие рис. 5.3.1 а и б электрические схемы соединений при испытании цепи измерения сопротивления на постоянном токе приведены на рис. 5.3.2 и 5.3.3. Установки (рис. 5.3.2 и 5.3.3) состоят из однофазного источника питания G1 (218), блока генераторов A1 (212.2) с выходом регулируемого постоянного напряжения, мультиметров MY60 (блок А3, 510.1) и РС5000 (блок А2, 534), блока резисторов А7 (2330). На рис. 5.3.2 и 5.3.3 жирной линией выделен проводник, который необходимо переключить для перехода от одной схемы к другой.

При выполнении экспериментов измеряется сопротивление переменного резистора «330 Ом» (блок А7, 2330).  Напряжение на резисторе устанавливается регулируемым источником постоянного напряжения (блок А1). Напряжение и ток испытываемого резистора измеряют амперметром и вольтметром и по результатам измерения  и  вычисляют сопротивление  для схем включения приборов рис. 5.3.2 или 5.3.3.

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

 

 

Рис. 5.3.2. Схема электрическая соединений для измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра в цепи постоянного тока (рис. 5.3.1а).

 

Рис. 5.3.3. Схема электрическая соединений для измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра в цепи постоянного тока (рис. 5.3.1б).

На рисунках жирной линией показан проводник, который необходимо переключить для перехода от схемы рис. 5.3.2 к рис. 5.3.3.

 

 Перечень аппаратуры

 

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания	218	~ 220 В / 16 А
А1	Блок генераторов напряжения	212.2	Синусоидальное напряжение Частота 0,2…20 кГц, Амплитуда 0…10 В
А2	Мультиметр	534	Цифровой мультиметр SANWA PC5000
А3	Блок мультиметров	510.1	Аналоговый мультиметр 7050, цифровой мультиметр MY60
А7	Блок резисторов	2330	Переменные резисторы 2х10 кОм; 330 Ом; 10 Ом

 

Указания по проведению эксперимента

 

· Убедитесь, что переключатели «Сеть» блоков, используемых в эксперименте, выключены. 

· Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений выполняемого эксперимента рис. 5.3.2; 5.3.3. На рисунках жирной линией показан проводник, переключение которого преобразует схему рис. 5.3.2 в схему рис. 5.3.3.

· Поверните ручку регулятора постоянного напряжения генератора «0…15 В» против часовой стрелки до упора (минимальное выходное напряжение источника).

· Тумблер переключателя выхода генератора установите в верхнее положении – выход подключен к гнезду «+».

· Переключатели пределов измерения мультиметров блоков А2 и А3 установите на предел измерения постоянного напряжения (РС5000, блок А2) и тока (MY60, блок А3). Установка пределов измерения мультиметров подробно описана в разделах 2.1 и 3.1. Для мультиметра MY60 (блок А3) рекомендуется установить предел «200 мА» постоянного тока.

· Поверните ручку переменного резистора 330 Ом по часовой стрелке до упора, т. е. установите максимальное сопротивление.

· Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.

· Включите выключатель «СЕТЬ» блока генераторов напряжения А1, блоков
мультиметров А2 и А3 и выключатели питания мультиметров.