Změna rozsahu ampérmetru Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
Změna rozsahu ampérmetru. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Změna rozsahu ampérmetru
Střední odborná škola Otrokovice
www.zlinskedumy.cz
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš ZatloukalDostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.
Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
Charakteristika DUM 1
Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /2
Autor Ing. Miloš Zatloukal
Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-El-EM/3-EL-1/13 Název DUM Změna rozsahu ampérmetru
Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání
Kód oboru RVP 26-51-H/01
Obor vzdělávání Elektrikář
Vyučovací předmět Elektrická měření
Druh učebního materiálu Výukový materiál
Cílová skupiny Žák, 17 – 18 let
Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: způsoby realizace změny rozsahu ampérmetru při měření stejnosměrného a střídavého proudu
Vybavení, pomůcky Dataprojektor
Klíčová slova Měřicí přístroj, měření proudu, stejnosměrný, střídavý, ampérmetr, rozsah měření, bočník, měřicí transformátor proudu, klešťový.
Datum 14. 01. 2013
Náplň výuky
- určení vnitřního odporu ampérmetru
- změna rozsahu ampérmetru
- bočník
- přepínání částí proudové cívky
- změna počtu závitů měřicí cívky
- Měřicí transformátor proudu (MTP)
- klešťový ampérmetr
Změna rozsahu ampérmetru
Zapojení ampérmetru do měřicího obvodu
Obr. 1: Schéma zapojení ampérmetru do měřicího obvodu
Je zapojen sériově se zátěží Rz a měří tedy proud touto zátěží protékající.
Z hlediska napěťových a proudových poměrů v měřeném obvodu musí mít malý vnitřní odpor (odpor měřicích cívek) – takový, aby bránil průchodu proudu co nejméně a tedy byl na něm co nejmenší úbytek napětí.
Hodnota vnitřního odporu ampérmetru má vliv vlastní spotřebu přístroje a tedy na přesnost měření.
Jak zjistíme vnitřní odpor ampérmetru Rm? Pokud není uveden na přístroji nebo v dokumentaci k němu, bude nutné ho změřit.
Jak ?- přivedeme do něj proud pro jeho maximální výchylku (Imax) - a voltmetrem (digitálním nebo milivoltmetrem) změříme úbytek napětí
mezi svorkami Um
- pak odpor vypočítáme podle Ohmova zákona.
Změna rozsahu ampérmetru
- jde o jeho zvětšení (tj. na přístroji s menším rozsahem chceme změřit větší proud)
- střídavý proud – změna rozsahu se provádí- přepínáním sekcí měřicí cívky- změnou počtu závitů měřicí cívky- užitím měřicího transformátoru proudu (MTP)
(jeho aplikací je i klešťový ampérmetr)
Výpočet bočníku pro magnetoelektrický měřicí systém
- při použití bočníku jde o to, aby se měřený proud (vyšší než je základní rozsah ampérmetru) rozložil na dvě části – proud Im (malý) a zbytek proudu tekl bočníkem (I - Im )- jde také o měření úbytku napětí na bočníku milivoltmetrem
Obr. 2: Schéma pro výpočet bočníku
Výpočet bočníku pro magnetoelektrický měřicí systém
Příklad
Pomocí magnetoelektrického voltmetru se základním rozsahem 100 µA je potřeba změřit proud 1 A. Vnitřní odpor měřidla je 1 kΩ. Navrhněte potřebný bočník.
Řešení: 100 µA = 0,0001 A 1 kΩ = 1000 Ω
Obr. 3: bočník 30 A
- pro feromagnetické a elektrodynamické ampérmetry- měřicí cívky rozděleny na části- dle potřeby se části vinutí propojí sériově, paralelně nebo sério-paralelně- změna poměru – rozsahu 1:2 nebo 1:2:4
Změna rozsahu střídavého ampérmetru – přepínání částí proudové cívky
Změna rozsahu střídavého ampérmetru – změna počtu závitů měřicí cívky
- pro feromagnetické ampérmetry- měřicí cívka má vyvedeny odbočky- nejmenšímu počtu závitů odpovídá největší rozsah- pro každý rozsah (odbočku) musí být samostatná stupnice
- používá se pro změnu rozsahu (zvětšení i zmenšení) střídavého ampérmetru
- primární vinutí se zapojuje do série se zátěží, kterou teče měřený proud- na jeho sekundární svorky se připojují měřicí přístroje sériově (ampérmetr, proudová cívka wattmetru)
- Primární vinutí – vstupní svorky se značí velkými písmeny K, L- Sekundární vinutí – výstupní svorky se značí malými písmeny k, l (malé eL)
- aby byl MTN co nejlepším převodníkem střídavého napětí a tedy měření co nejpřesnější:
- sekundární částí musí co nejméně zatížena- MTP tedy musí pracovat v blízkosti stavu nakrátko
Měřicí transformátor proudu – MTP
Měřicí transformátor proudu – MTP – schéma pro jeho připojení
Obr. 4: Schéma pro zapojení MTP do měřicího obvodu
- celková spotřeba měřicích přístrojů na sekundární straně nesmí překročit dovolené zatížení
(MTP se vyrábějí v řadě 2,5 – 5 – 10 – 15 – 30 – 60 – 120 VA)
- třída přesnosti měřicího transformátoru proudu( 0,1 – 0,2 – 0,5 – 1 – 3 % ) – při jmenovitém napětí a zatížení
- úhlová chyba (chyba fáze) – jde o velikost úhlu mezi fázorem primárního proudu I1 a fázorem skutečného sekundárního proudu I21 – úhlová chyba se vyjadřuje v úhlových minutách a projeví se při připojení wattmetru
- jmenovité sekundární napětí je 5 A- převod MTP je tvaru zlomku – primární proud / sekundární proud(např. 100/5 nebo 2/5 - Pokud by došlo k rozpojení sekundárního obvodu, mohlo by se v sekundárním vinutí indukovat vysoké napětí, které by mohlo poškodit izolaci vinutí nebo způsobit úraz obsluhy – rozpojení je nutno zabránit!! – MTP je vybaven tzv. spojovačem nakrátko, kterým při manipulaci s měřicími přístroji v sekundárním okruhu spojíme sekundární svorky nakrátko.
Provozní MTP- měřicí transformátory proudu provozní se montují do rozvodného zařízení- vyrábějí se v těchto provedeních
- podpěrné- tyčové- násuvné- prstencové
Obr. 6: Třífázový měřicí transformátor proudu ASRD 205.37
Obr. 5: Jednofázový měřicí transformátor proudu
Klešťové ampérmetry
- měřicí transformátory proudu ve formě klešťového provedení- primární vinutí je rozevíratelné jako čelisti kleští- v sekundárním obvodu má přístroj magnetoelektrický ampérmetr s usměrňovačem- změna rozsahu se provádí přepínáním odboček na sekundárním vinutí- přístroj měří obvykle i napětí- přesnost kolem 2,5 %- chyba fáze – asi od 60’ do 200’- měří proudy až do stovek ampérů- moderní klešťové ampérmetry se vyrábějí jako digitální s číslicovým displejem
Obr. 8: Klešťový multimetr analogový – Metra PK 210
Obr. 9: Klešťový multimetr digitální – Metra PK 310
Obr. 10: Klešťový multimetr digitální – Fluke 360
1. Vnitřní odpor ampérmetru s rozsahem 1 A je
Kontrolní otázky:
2. Změna rozsahu pomocí změny odporu měřicí cívky se týká ampérmetrů:
3. Pro měřicí transformátor proudu zjednodušeně platí:
a) Malý (0,1 až 0,001 Ω)b) Střední (100 až 1000 Ω)c) Velký (104 až 106 Ω)
a) Magnetoelektrických b) Feromagnetickýchc) Elektrostatických
a) Pracuje nakrátko a nesmí se rozpojitb) Pracuje naprázdno a smí se zkratovatc) Pracuje naprázdno a nesmí se zkratovat
1. Vnitřní odpor ampérmetru s rozsahem 1 A je
Kontrolní otázky – správné odpovědi:
2. Změna rozsahu pomocí změny odporu měřicí cívky se týká ampérmetrů:
3. Pro měřicí transformátor proudu zjednodušeně platí:
a) Malý (0,1 až 0,001 Ω)b) Střední (100 až 1000 Ω)c) Velký (104 až 106 Ω)
a) Magnetoelektrických b) Feromagnetickýchc) Elektrostatických
a) Pracuje nakrátko a nesmí se rozpojitb) Pracuje naprázdno a smí se zkratovatc) Pracuje naprázdno a nesmí se zkratovat
Seznam obrázků:
Obr. 1: vlastní, schéma zapojení ampérmetru do obvoduObr. 2: vlastní, schéma pro výpočet bočníkuObr. 3: vlastní, foto, bočník 30 AObr. 4: vlastní, schéma pro zapojení MTP do měřicího obvoduObr. 5: vlastní, foto, jednofázový měřicí transformátor proudu (MTP)Obr. 6 : třífázový měřicí transformátor proudu ASRD 205.37Obr. 7: vlastní, foto, klešťový ampérmetr digitální 200 A – LT Lutron ACA DL 6054 Obr. 8: vlastní, foto, klešťový multimetr analogový – Metra PK 210Obr. 9: vlastní, foto, klešťový multimetr digitální – Metra PK 310Obr. 10: klešťový multimetr digitální – Fluke 360
Seznam použité literatury:
[1] Vitejček, E.: Elektrické měření, SNTL, Praha, 1974
[2] Fiala, M., Vrožina, M., Hercik, J.: Elektrotechnická měření I, SNTL, Praha, 1986
Děkuji za pozornost
Měřicí transformátory proudu provozní se montují do rozvodného zařízení
Vyrábějí se v těchto provedeních• podpěrné• tyčové• násuvné• prstencové
Provozní MTP
Obr. x: Třífázový měřicí transformátor proudu ASRD 205.37
Klešťové ampérmetry
• měřicí transformátory proudu ve formě klešťového provedení
• primární vinutí je rozevíratelné jako čelisti kleští• v sekundárním obvodu má přístroj
magnetoelektrický ampérmetr s usměrňovačem• změna rozsahu se provádí přepínáním odboček
na sekundárním vinutí• přístroj měří obvykle i napětí• přesnost kolem 2,5 %• chyba fáze – asi od 60 do 200’• měří proudy až do stovek ampérů• moderní klešťové ampérmetry se vyrábějí jako