Все мы знаем, что напряжение в штепсельной розетке 220 В (стоит держать в голове, что не во всех странах). Но ведь оно время от времени может быть больше либо меньше и появляется логичный вопрос — как померять напряжение? Для этого нам и нужен вольтметр.
И так, вольтметр — это устройство, который определяет разность потенциалов (в Вольтах) либо напряжение. Механизм работы традиционного вольтметра достаточно прост — ток, который индуцируется в катушке при подключении к источнику напряжения, делает крутящий момент, который размешает стрелку электроизмерительного устройства. Отклонение стрелки всегда прямо пропорционально разности потенциалов между измеряемыми точками. Стоит держать в голове, что вольтметр ВСЕГДА подключается параллельно к цепи, в какой ведется измерение напряжения.
Обозначение вольтметра в электрической цепи
В электрических схемах вольтметр всегда представлен в виде круга с 2-мя клеммами с латинской буковкой V снутри:
Почему вольтметр всегда подключен параллельно?
Сопротивление у безупречного вольтметра равно бесконечности. Но это у безупречного, у реального оно существенно меньше, но все еще очень высоко. Потому при подключении измерительного устройства в цепь последовательно его показания не будут иметь ничего общего с правдой, а его внутреннее сопротивление окажет существенное воздействие на электрическую цепь (фактически разрыв цепи из-за огромного внутреннего сопротивления).
Вольтметр всегда подключается параллельно цепи, так что падение напряжения на измерительном приборе никак не оказывает влияние на работу электрической цепи. Также если измерительный устройство является многопредельным (к примеру 3, 15, 75 и 150 В), при переключении предела последовательно катушке измерения вводится дополнительное сопротивление (обычно оно уже установлено в корпусе устройства, но стоит уточнить это в техпаспорте), которое защищает измерительную катушку электрического устройства от токов выше номинального и обеспечивают точность измерения.
Почему вольтметр имеет огромное сопротивление?
Вольтметр имеет очень высочайшее внутреннее сопротивление, так как он определяет разность потенциалов между 2-мя точками цепи. Вольтметр не оказывает влияние на ток измеряемой цепи.
Если измерительный устройство имеет низкое сопротивление, через него будет перейти ток (согласно первому закону Кирхгофа ток будет распределяться между 2-мя ветвями цепи — часть тока будет протекать через нагрузку, а часть через вольтметр, вот поэтому его сопротивление должно быть как можно больше — чтобы минимизировать ток), и на выходе мы получим неправильный итог. Огромное сопротивление вольтметра не позволяет току перейти через него (разрыв цепи), и, таким макаром, получают показания напряжения.
Какие бывают типы вольтметров
Вольтметры, как и любые другие электроизмерительные приборы, классифицируются зависимо от предназначения и конструкции. Более тщательно на рисунке ниже:
Вольтметр с подвижной катушкой и с неизменными магнитами (PMMC)
Таковой устройство работает по магнитоэлектрическому принципу. В 2-ух словах это значит следующее — в неизменное магнитное поле помещается катушка измерительного устройства, которая подключается к электрической цепи, в какой проводится измерение. При протекании тока через катушку электромагнитная сила создаст крутящий момент, который повернет стрелку измерительного устройства на определенный угол.
Вольтметр с подвижной катушкой и с неизменными магнитами (PMMC) применяется исключительно в сетях неизменного тока. Таковой тип устройства имеет очень низкое энергопотребление и очень высшую точность. Единственным его недочетом является цена.
Электромагнитный вольтметр (MI вольтметр)
Электромагнитный вольтметр может употребляться для измерения как неизменного, так и переменного напряжения. В таком типе устройств отклонение стрелки находится в зависимости от напряжения катушки. Электромагнитные вольтметры делят на два типа:
- электромагнитный измерительный устройство с плоской катушкой.
- электромагнитный измерительный устройство с круглой катушкой.
Электродинамический вольтметр
Электродинамический вольтметр применяется для измерения напряжения цепи переменного и неизменного тока. В устройствах этого типа калибровка одинакова как для измерения переменного, так и неизменного тока.
Вольтметр с выпрямительной системой
Таковой тип устройства применяется в цепях переменного тока для измерения напряжения. Выпрямитель конвертирует переменный ток в неизменный ток, после этого сигнал неизменного тока измеряется устройством с подвижной катушкой и с неизменными магнитами.
Аналоговый вольтметр
Аналоговый вольтметр применяется для измерения переменного и неизменного напряжения. Он показывает показания через указатель, который зафиксирован на калиброванной шкале. Отклонение указателя находится в зависимости от вращающего момента, действующего на него. Величина развиваемого вращающего момента прямо пропорциональна измеряемому напряжению.
Цифровой вольтметр
Вольтметр, который показывает показания в числовой форме, известен как цифровой вольтметр. Цифровой вольтметр дает довольно четкий итог.
Устройство, который определяет неизменное напряжение, известен как вольтметр неизменного напряжения, а вольтметр переменного напряжения применяется в цепи переменного тока для измерения переменного напряжения.
Раздел 1. Общие правила
1.6.1. Реальная глава Правил распространяется на измерения электрических величин, осуществляемых с помощью стационарных средств (показывающих, регистрирующих, фиксирующих и др.).
Правила не распространяются на лабораторные измерения и на измерения, осуществляемые при помощи переносных устройств.
Измерения неэлектрических величин, также измерения других электрических величин, не регламентированных Правилами, требуемые в связи с особенностями технологического процесса либо основного оборудования, производятся на основании соответственных нормативных документов.
Общие требования
1.6.2. Средства измерений электрических величин должны удовлетворять следующим главным требованиям:
1) класс точности измерительных устройств должен быть не ужаснее 2,5;
2) классы точности измерительных шунтов, дополнительных резисторов, трансформаторов и преобразователей должны быть не ужаснее приведенных в табл. 1.6.1.
3) пределы измерения устройств должны выбираться с учетом вероятных больших долгих отклонений измеряемых величин от номинальных значений.
1.6.3. Установка измерительных устройств должна, обычно, выполняться в пт, откуда осуществляется управление.
Класс точности устройства
Класс точности шунта, дополнительного резистора
Класс точности измерительного преобразователя
Класс точности измерительного трансформатора
На подстанциях и гидроэлектростанциях без неизменного дежурства оперативного персонала допускается не устанавливать стационарные показывающие приборы, при всем этом должны быть предусмотрены места для присоединения переносных устройств специально обученным персоналом.
1.6.4. Измерения на линиях электропередачи 330 кВ и выше, также на генераторах и трансформаторах должны выполняться безпрерывно.
На генераторах и трансформаторах гидроэлектростанций допускается создавать измерения временами при помощи средств централизованного контроля.
Допускается создавать измерения "по вызову" на общий для нескольких присоединений (кроме обозначенных в первом абзаце) набор показывающих устройств, также использовать другие средства централизованного контроля.
1.6.5. При установке регистрирующих устройств в оперативном контуре пт управления допускается не устанавливать показывающие приборы для непрерывного измерения тех же величин.
Измерение тока
1.6.6. Измерение тока должно выполняться в цепях всех напряжений, где оно нужно для периодического контроля технологического процесса либо оборудования.
1.6.7. Измерение неизменного тока должно выполняться в цепях:
1) генераторов неизменного тока и силовых преобразователей;
2) аккумуляторных батарей, зарядных, подзарядных и разрядных устройств;
3) возбуждения синхронных генераторов, компенсаторов, также электродвигателей с регулируемым возбуждением.
Амперметры неизменного тока обязаны иметь двухсторонние шкалы, если может быть изменение направления тока.
1.6.8. В цепях переменного трехфазного тока следует, обычно, определять ток одной фазы.
Измерение тока каждой фазы должно выполняться:
1) для синхронных турбогенераторов мощностью 12 МВт и поболее;
2) для линий электропередачи с пофазным управлением, линий с продольной компенсацией и линий, для которых предусматривается возможность долговременной работы в неполнофазном режиме; в обоснованных случаях может быть предвидено измерение тока каждой фазы линий электропередачи 330 кВ и выше с трехфазным управлением;
3) для дуговых электропечей.
Измерение напряжения
1.6.9. Измерение напряжения, обычно, должно выполняться:
1) на секциях сборных шин неизменного и переменного тока, которые могут работать раздельно.
Допускается установка 1-го устройства с переключением на несколько точек измерения.
На подстанциях допускается определять напряжение лишь на стороне низшего напряжения, если установка трансформаторов напряжения на стороне высшего напряжения не нужна для других целей;
2) в цепях генераторов неизменного и переменного тока, синхронных компенсаторов, также в отдельных случаях в цепях агрегатов специального предназначения.
При автоматическом пуске генераторов либо других агрегатов установка на них устройств для непрерывного измерения напряжения не неотклонима;
3) в цепях возбуждения синхронных машин мощностью 1 МВт и поболее. В цепях возбуждения гидрогенераторов измерение не непременно;
4) в цепях силовых преобразователей, аккумуляторных батарей, зарядных и подзарядных устройств;
5) в цепях дугогасящих реакторов.
1.6.10. В трехфазных сетях делается измерение, обычно, 1-го междуфазного напряжения. В сетях напряжением выше 1 кВ с отлично заземленной нейтралью допускается измерение 3-х междуфазных напряжений для контроля исправности цепей напряжением одним устройством (с переключением).
1.6.11. Должна выполняться регистрация значений 1-го междуфазного напряжения сборных шин 110 кВ и выше (или отличия напряжения от данного значения) электрических станций и подстанций, по напряжению на которых ведется режим энергосистемы.
Контроль изоляции
1.6.12. В сетях переменного тока выше 1 кВ с изолированной либо заземленной через дугогасящий реактор нейтралью, в сетях переменного тока до 1 кВ с изолированной нейтралью и в сетях неизменного тока с изолированными полюсами либо с изолированной средней точкой, обычно, должен производиться автоматический контроль изоляции, действующий на сигнал при понижении сопротивления изоляции одной из фаз (либо полюса) ниже данного значения, с последующим контролем асимметрии напряжения с помощью показывающего устройства (с переключением).
Допускается производить контроль изоляции методом повторяющихся измерений напряжений с целью зрительного контроля асимметрии напряжения.
Измерение мощности
1.6.13. Измерение мощности должно выполняться в цепях:
1) генераторов — активной и реактивной мощности.
При установке на генераторах мощностью 100 МВт и поболее щитовых показывающих устройств их класс точности должен быть не ужаснее 1,0.
На электрических станциях мощностью 200 МВт и поболее должна также измеряться суммарная активная мощность.
Рекомендуется определять суммарную активную мощность электрических станций мощностью наименее 200 МВт по мере надобности автоматической передачи этого параметра на вышестоящий уровень оперативного управления;
2) конденсаторных батарей мощностью 25 Мвар и поболее и синхронных компенсаторов — реактивной мощности;
3) трансформаторов и линий, питающих СН напряжением 6 кВ и выше термических электрических станций, — активной мощности;
4) повышающих двухобмоточных трансформаторов электрических станций — активной и реактивной мощности. В цепях повышающих трехобмоточных трансформаторов (либо автотрансформаторов с внедрением обмотки низшего напряжения) измерение активной и реактивной мощности должно выполняться со стороны среднего и низшего напряжений.
Для трансформатора, работающего в блоке с генератором, измерение мощности со стороны низшего напряжения следует создавать в цепи генератора;
5) понижающих трансформаторов 220 кВ и выше — активной и реактивной, напряжением 110-150 кВ — активной мощности.
В цепях понижающих двухобмоточных трансформаторов измерение мощности должно выполняться со стороны низшего напряжения, а в цепях понижающих трехобмоточных трансформаторов — со стороны среднего и низшего напряжений.
На подстанциях 110-220 кВ без выключателей на стороне высшего напряжения измерение мощности допускается не делать. При всем этом должны предусматриваться места для присоединения контрольных показывающих либо регистрирующих устройств;
6) линий напряжением 110 кВ и выше с двухсторонним питанием, также обходных выключателей — активной и реактивной мощности;
7) на других элементах подстанций, где для повторяющегося контроля режимов сети нужны измерения перетоков активной и реактивной мощности, должна предусматриваться возможность присоединения контрольных переносных устройств.
1.6.14. При установке щитовых показывающих устройств в цепях, в каких направление мощности может изменяться, эти приборы обязаны иметь двухстороннюю шкалу.
1.6.15. Должна выполняться регистрация:
1) активной мощности турбогенераторов (мощностью 60 МВт и поболее);
2) суммарной мощности электрических станций (мощностью 200 МВт и поболее).
Измерение частоты
1.6.16. Измерение частоты должно выполняться:
1) на каждой секции шин генераторного напряжения;
2) на каждом генераторе блочной термический либо атомной электрических станций;
3) на каждой системе (секции) шин высшего напряжения электростанции;
4) в узлах вероятного деления энергосистемы на несинхронно работающие части.
1.6.17. Регистрация частоты либо ее отличия от данного значения должна выполняться:
1) на электрических станциях мощностью 200 МВт и поболее;
2) на электрических станциях мощностью 6 МВт и поболее, работающих изолированно.
1.6.18. Абсолютная погрешность регистрирующих частотомеров на электрических станциях, участвующих в регулировании мощности, должна быть менее ± 0,1 Гц.
Измерения при синхронизации
1.6.19. Для измерений при четкой (ручной либо автоматической) синхронизации должны предусматриваться следующие приборы: два вольтметра (либо двойной вольтметр); два частотомера (либо двойной частотомер); синхроноскоп.
Регистрация электрических величин в аварийных режимах
1.6.20. Для автоматической регистрации аварийных процессов в электрической части энергосистемы должны предусматриваться автоматические осциллографы.
Расстановку автоматических осциллографов на объектах, также выбор регистрируемых ими электрических характеристик, обычно, следует создавать в согласовании с советами, приведенными в табл. 1.6.2 и 1.6.3.
По согласованию с энергосистемами (районными энергетическими управлениями) могут предусматриваться регистрирующие приборы с ускоренной записью при трагедии (для регистрации электрических характеристик, не контролируемых при помощи автоматических осциллографов).
Таблица 1.6.2. Советы по расстановке автоматических аварийных осциллографов на объектах энергосистем
Электрическое напряжение. Измерение напряжения
На этом занятии мы узнаем, что именуют электрическим напряжением и какова его единица измерения в системе СИ. Выясним, что охарактеризовывает напряжение. Также познакомимся с устройством, при помощи которого определяют напряжение на участке цепи.
На этот момент вы не сможете поглядеть либо пораздавать видеоурок ученикам
Дабы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, для вас необходимо добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите неописуемые способности
1. Откройте доступ ко всем видеоурокам комплекта.
2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.
3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.
Получить доступ
Конспект урока "Электрическое напряжение. Измерение напряжения"
На одном из прошедших уроков мы с вами гласили об электрическом поле. Давайте вспомним, что эта особенная форма материи, средством которой ведут взаимодействие заряженные тела. Действительность существования электрического поля подтверждается его определенным действием: оно действует на внесённый заряд с определённой силой.
Примером может служить электрический ток, другими словами упорядоченное движение заряженных частиц, которое создаётся электрическим полем. Поэтому, электрическое поле способно совершить работу, которую именуют работой тока.
Рассматривая перемещение электрического заряда в поле другого заряда и совершаемую при всем этом работу, очень полезно прибегнуть к сопоставлению с перемещением тел в поле тяготения Земли. Вправду, при падении какого-нибудь тела, сила тяжести будет разгонять его, увеличивая кинетическую энергию, и, тем, совершая положительную работу. Подобно этому, электрическое поле, сделанное, к примеру, негативно заряженным шаром, будет действовать на помещённый в всякую точку положительный заряд и также, совершая положительную работу, будет наращивать его кинетическую энергию. В обоих случаях величина работы будет зависеть от положения исходной и конечной точек.
Для удобства расчёта работы в электрическом поле вводят необыкновенную величину — электрическое напряжение, либо просто напряжение.
Напряжение — это физическая величина, характеризующая электрическое поле. Обозначается оно латинской буковкой U.
Любой из вас, конечно, лицезрел серьезное предупреждение: «Внимание! Высочайшее напряжение! Небезопасно для жизни!». Появляются закономерные вопросы. Во-1-х, почему применяют слово «высокое»? А во-2-х (что самое главное), почему высочайшее напряжение небезопасно для жизни?
Для наилучшего осознания этой величины познакомимся с интернациональной единицей электрического напряжения. Она именуется вольтом (В), в честь итальянского учёного А. Вольта, в первый раз создавшего источник электрического.
1 В — это напряжение между такими 2-мя точками электрического поля, при переносе между которыми заряда в 1 Кл совершается работа 1 Дж.
В практике применяются также кратные и дольные ему единицы:
Таким макаром, напряжение — это черта работоспособности электрического поля на рассматриваемом участке. С точки же зрения арифметики можно гласить о прямой зависимости произведённой работы от напряжения.
А если будет передвигаться не единичный заряд в 1 Кл, а заряд, в два, три, 5 раз больший? Во столько же раз будет больше и произведённая работа.
Означает, работа сил электрического поля может быть найдена как произведение значений перенесённого заряда и напряжения:
A = qU.
Вернёмся к аналогии поля тяготения и электрического поля. Напряжение в определённой мере можно сопоставить с конфигурацией высоты, с которой падает тело. Мы знаем, что чем выше находится тело, тем бо́льшую работу совершит сила тяжести. Потому логично, что нередко заместо того, дабы гласить «маленькое напряжение», молвят «низкое напряжение», а заместо «большое напряжение» — «высокое напряжение».
Вы уже знакомы с устройством для измерения силы тока — амперметром, показания которого зависят от раз в секунду протекающего в цепи заряда. А для измерения напряжения служит другой устройство, именуемый вольтметром.
Но каковой принцип измерения напряжения, другими словами что такое вольтметр? Ответ на этот вопрос вас, непременно, изумит: напряжение можно определять устройством, конструкция, а означает, и внешний облик которого полностью не отличается от конструкции амперметра. Разберёмся в этой сложный ситуации пристально. Пусть есть простая электрическая цепь из источника тока, нагрузки (лампочки) и ключа.
Для измерения силы тока мы должны порвать цепь в какой-нибудь точке и включить туда устройство, через который потечёт весь ток цепи. Таковой устройство — это уже узнаваемый нам амперметр. А сейчас возьмём ещё один электроизмерительный устройство и подключим его, не разрывая цепи, к выводам нагрузки. Такое подключение устройства именуют параллельным подключением.
А покажет ли чего-нибудть этот устройство? Конечно, да. Ведь если мы на некотором участке параллельно руслу реки пророем достаточной глубины канал, то часть воды пойдёт и по прорытому каналу. Так и в нашей цепи ток пройдёт через подключённый нами устройство. Этот устройство и именуют вольтметром. На электрических схемах он обозначается кружочком, в центре которого размещена буковка V:
Так же, как и у амперметра, у 1-го зажима вольтметра стоит символ «плюс», а у другого — «минус». Потому необходимо непременно смотреть за правильным включением вольтметра в электрическую цепь.
Пример решения задачи.
Задачка. В электроприёмнике при напряжении 220 В за 1 мин перемещается заряд 160 Кл. Каково значение мощности электроприбора?
