Электрические измерения (презентация для открытого урока)

Узнать общие сведения об электрических измерениях и электроизмерительных приборах.
Изучить классификацию, класс точности, условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов.
Изучить виды погрешностей, узнать формулы для расчета.

Электрические измерения

это нахождение параметров электрических величин опытным путем при помощи специальных средств.

прямые (по показаниям приборов)
косвенные (значение измеряемой величины определяется на основе прямых измерений других величин )
совместные (прямые+косвенные)

отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величи­ны.
Обусловливается:
непостоянством параметров элементов измерительного прибора;
несовершенством измерительного механизма (например, наличием трения);
влиянием внешних факторов (наличием магнитных и электричес­ких полей),

изменением температуры окружающей среды;
несовершенством органов чувств человека и другими случайными факторами.

абсолютная – разность между измеренным 𝑨 П 𝑨𝑨 𝑨 П П 𝑨 П и действительным 𝑨 𝑫 𝑨𝑨 𝑨 𝑫 𝑫𝑫 𝑨 𝑫 значениями измеряемой величина ∆𝑨𝑨= 𝑨 П 𝑨𝑨 𝑨 П П 𝑨 П − 𝑨 𝑫 𝑨𝑨 𝑨 𝑫 𝑫𝑫 𝑨 𝑫
относительная – отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины
𝜸 𝑨 𝜸𝜸 𝜸 𝑨 𝑨𝑨 𝜸 𝑨 = ∆𝑨 𝑨 𝑫 ∆𝑨𝑨 ∆𝑨 𝑨 𝑫 𝑨 𝑫 𝑨𝑨 𝑨 𝑫 𝑫𝑫 𝑨 𝑫 ∆𝑨 𝑨 𝑫 ∙𝟏𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎= 𝑨 П − 𝑨 𝑫 𝑨 𝑫 𝑨 П 𝑨𝑨 𝑨 П П 𝑨 П − 𝑨 𝑫 𝑨𝑨 𝑨 𝑫 𝑫𝑫 𝑨 𝑫 𝑨 П − 𝑨 𝑫 𝑨 𝑫 𝑨 𝑫 𝑨𝑨 𝑨 𝑫 𝑫𝑫 𝑨 𝑫 𝑨 П − 𝑨 𝑫 𝑨 𝑫 ∙𝟏𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎%
приведенная – отношение максимальной абсолютной погрешности к номинальному значению прибора
𝜸𝜸= ∆𝑨 𝑨 𝑯 ∆𝑨𝑨 ∆𝑨 𝑨 𝑯 𝑨 𝑯 𝑨𝑨 𝑨 𝑯 𝑯𝑯 𝑨 𝑯 ∆𝑨 𝑨 𝑯 ∙𝟏𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎= 𝑨 П − 𝑨 𝑫 𝑨 𝑯 𝑨 П 𝑨𝑨 𝑨 П П 𝑨 П − 𝑨 𝑫 𝑨𝑨 𝑨 𝑫 𝑫𝑫 𝑨 𝑫 𝑨 П − 𝑨 𝑫 𝑨 𝑯 𝑨 𝑯 𝑨𝑨 𝑨 𝑯 𝑯𝑯 𝑨 𝑯 𝑨 П − 𝑨 𝑫 𝑨 𝑯 ∙𝟏𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎%.

Приведенная погрешностьопределяет класс точности прибора

Существует 8 классов точности электроизмерительных приборов:
0,05; 01; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4

Пример расчета погрешности измерений

Дано: амперметр с классом точности 4 имеет шкалу с номинальным значением АНОМ=15А.

Рассчитать: максимальную абсолютную погрешность измерений.

Расчет
Класс точности прибора – это приведенная погрешность
𝛾𝛾= ΔА Аном ΔА ΔА Аном Аном ΔА Аном 100%,

откуда абсолютная погрешность
равна:

ΔА=γ АНОМ/100%= 4х15/100=0,64.

Таким образом, погрешность при измерениях может быть ΔА=±о,6А.

Основная (присущая прибору при нормальных условиях применения вследствие несовер­шенства его конструкции и выполнения);
Дополнительная (обусловленная влиянием на показания прибора различных внешних фак­торов).

Электроизмерительные приборы

- класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин.

Тип измерительного прибора зависит от вида и размера (диапазона значений) измеряемой величины, а также от требуемой точности измерения.

Амперметры
– для измерения силы тока

Вольтметры
– для измерения напряжения

Омметры-
для измерения электрического сопротивления

Мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы

Ваттметры и варметры
для измерения мощности электрического тока;

Электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии

электромеханические :
магнитоэлектрические;
электромагнитные;
электродинамические;
электростатические;
ферродинамические;
индукционные;
магнитодинамические;
электронные;
термоэлектрические;
электрохимические.

Приборами непосредственной оценки называют те, которые позволяют производить отсчет измеряемой величины непосредственно на шкале. К ним относятся амперметры, вольтметры, ваттметры и др.

В электроизмерительных приборах сравнения измерения осуществляются путем сравнения измеряемой величины с какой-либо образцовой мерой или эталоном. В качестве сравнивающего прибора обычно используют гальванометр.

Вольтметр включают ПАРАЛЛЕЛЬНО
участку цепи, на котором измеряют напряжение,
соблюдая полярность.

Вольтметр: стрелка поворачивается в магнитном поле магнита

ВОЛЬТМЕТР – прибор для измерения напряжения на участке электрической цепи. Для уменьшения влияния включенного вольтметра на режим цепи он должен обладать большим входным сопротивлением. Вольтметр имеет чувствительный элемент, называемый гальванометром. Для увеличения сопротивления вольтметра последовательно с его чувствительным элементом включают добавочное сопротивление.

Амперметр включают в электрическую цепь ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО с потребителем, соблюдая полярность.

АМПЕРМЕТР – прибор для измерения тока, протекающего по участку цепи. Для уменьшения искажающего влияния на электрическую цепь должен обладать малым входным сопротивлением. Имеет чувствительный элемент, называемый гальванометром. Для уменьшения сопротивления амперметра параллельно его чувствительному элементу включают шунтирующее сопротивление (шунт).

ОММЕТР – прибор для измерения электрического сопротивления, позволяющий производить отсчёт измеряемого сопротивления непосредственно по шкале.
В современных приборах для измерения сопротивления и других электрических величин используются другие принципы и выдаются результаты в цифровом виде.

Счетчики - это электроизмерительные приборы для учёта электроэнергии, отдаваемой станцией в сеть или получаемой потребителем от сети за определённый промежуток времени.

1. Амперметр а) напряжение
2. Ваттметр б) электрический ток
3. Вольтметр в) мощность

1. Амперметр а) напряжение
2. Ваттметр б) электрический ток
3. Вольтметр в) мощность

Приборы сравнения и приборы непосредственного сравнения
Приборы измерения и приборы сравнения
Приборы непосредственной оценки и приборы сравнения

Приборы сравнения и приборы непосредственного сравнения
Приборы измерения и приборы сравнения
Приборы непосредственной оценки и приборы сравнения

Постоянная, чувствительная, приведенная
Приведенная, абсолютная, относительная
Приборы непосредственной оценки и приборы сравнения

Постоянная, чувствительная, приведенная
Приведенная, абсолютная, относительная
Приборы непосредственной оценки и приборы сравнения

Магнитоэлектрические
____________________
Электродинамические
____________________
Ферродинамические
____________________
Магнитодинамические

Вставьте пропущенные слова

Магнитоэлектрические
Электромагнитные
Электродинамические
Электростатические
Ферродинамические
Индукционные
Магнитодинамические

Какие физические величины находились путем измерений, а какие путем расчета?
Какие измерения использовались в ходе лабораторной работы?
Какова приведенная погрешность измерений? %
Как вы думаете где можно использовать полученные знания относительно вашей профессии?

В комнате имеется три лампы из них 2 мощностью - 40Вт горят в сутки по 6 часов, а одна мощностью 100Вт горит 8 часов в сутки. Сколько нужно заплатить за эл. энергию в месяц (30) при тарифе 1,92 руб. за 1 кВт час?

Решение:

Стоимость = тариф ∙𝐸𝐸

𝐸𝐸= 𝑖=0 𝑛 𝑃 𝑖 𝑡 𝑖𝑖=0 𝑖=0 𝑛 𝑃 𝑖 𝑡 𝑛𝑛 𝑖=0 𝑛 𝑃 𝑖 𝑡 𝑃 𝑖 𝑃𝑃 𝑃 𝑖 𝑖𝑖 𝑃 𝑖 𝑡𝑡 𝑖=0 𝑛 𝑃 𝑖 𝑡

𝐸𝐸= 40+40 ∙6∙30 40+40 40+40 40+40 ∙6∙30 40+40 ∙6∙30 + 100∙8∙30 100∙8∙30 100∙8∙30 =38400Вт∙ч=38,4кВт∙ч

Стоимость = 38,4∙1,92=73,7 руб.